Gegoten versus spuitgieten

Productontwerpers die materiaalkeuzes voor een product of onderdelen overwegen, moeten bij het maken van hun keuze rekening houden met productieprocessen. Twee veel voorkomende productieprocessen zijn spuitgieten en gieten. Spuitgieten is het proces waarbij een materiaal in vloeibare toestand onder hoge druk in een matrijs wordt gebracht. Gietvormen daarentegen gebruikt de zwaartekracht om het materiaal in de mal te brengen. Elk van deze processen speelt een belangrijke rol bij de fabricage, maar er zijn verschillen waarmee rekening moet worden gehouden bij het nemen van ontwerpbeslissingen. Hieronder staan ​​enkele van de belangrijkste verschillen tussen gegoten urethaan en spuitgieten.

Materiaalcompatibiliteit

Elk van deze productieprocessen is geoptimaliseerd voor een set materialen. In het geval van spuitgieten, waarvoor materialen met een zeer lage viscositeit in vloeibare toestand nodig zijn, worden vaak thermoplastische materialen zoals ABS, polypropyleen, TPU en polyethyleen gebruikt. Door hun lage viscositeit kan het materiaal vorm krijgen. Bij gietvormen wordt meestal gebruik gemaakt van thermohardende materialen, die onomkeerbaar worden gevormd naarmate het materiaal uithardt, zoals het geval is bij thermohardende polyurethanen.

Door hun chemie vertonen thermohardende en thermoplastische elastomeren grote verschillen in materiaaleigenschappen. Thermohardende polyurethanen hebben bijvoorbeeld een veel breder scala aan durometers, verbeterde slijtvastheid en verbeterde weerstand tegen chemicaliën dan zijn thermoplastische neef, TPU. De fysieke eigenschappen die nodig zijn voor de werking van het product of onderdeel dat wordt ontworpen, helpen bij het bepalen van het juiste materiaal voor de toepassing en op hun beurt het juiste fabricageproces.

Gereedschaps- en fabricagekosten

Vanwege de hoge druk- en temperatuurverschillen die bij spuitgieten betrokken zijn, kunnen de gereedschapskosten soms hoger zijn. Gereedschappen voor spuitgieten zijn meestal gesloten metalen mallen met complexe systemen om temperatuur en materiaalstroom te regelen. Deze mallen vereisen meestal dure bewerkings- en afwerkingsstappen. Vanwege hun kosten kan het lang duren om de kosten van spuitgietgereedschappen terug te verdienen, waarvoor vaak zeer hoge productievolumes nodig zijn.

Gietvormen heeft de neiging om veel eenvoudiger vormgereedschap te gebruiken, en deze eenvoud gaat meestal gepaard met veel lagere gereedschapskosten. Bij gietvormen kan gebruik worden gemaakt van open mallen, gesloten mallen, compressiematrijzen en vele andere soorten malontwerpen. Dit zorgt voor veel flexibiliteit bij het ontwerpen van het juiste vormproces voor een product. Hierdoor is gietvormen vaak een prima oplossing voor producten met lage tot hoge volumes.

Snel prototypen

Het snel en goedkoop prototypen van producten en componenten in het beoogde materiaal kan uw productontwikkelingsproces versnellen; hoe sneller u het materiaal in de toepassing kunt valideren, hoe sneller u het product op de markt kunt brengen. Het spuitgietproces vereist harde gereedschappen voor prototyping, wat gepaard gaat met hogere kosten en langere doorlooptijden. Bovendien, als het materiaal niet voldoet aan de toepassingsbehoeften, kunt u een dure mal krijgen die u niet kunt gebruiken, of misschien duur om achteraf aan te brengen. De lage complexiteit van gegoten vormen biedt de mogelijkheid om prototypes te maken met behulp van zachte mallen gemaakt van een verscheidenheid aan materialen. Prototype mallen voor gieten kunnen eenvoudig en snel worden gemaakt, waardoor snelle en iteratieve prototyping mogelijk is.

Een woord over RIM

Als gevolg hiervan kunnen productontwerpers met dit proces experimenteren met verschillende materialen, geometrieën en functies. Bovendien stelt het u in staat om het vormconcept te valideren voordat u investeert in kostbare gereedschappen van productiekwaliteit. Reactiespuitgieten RIM maakt gebruik van een proces dat vergelijkbaar is met spuitgieten, door materiaal onder hoge druk in een gesloten matrijs te brengen. RIM wordt echter gebruikt in combinatie met thermohardende polyurethanen, waardoor de chemische reactie in de vormholte kan plaatsvinden. Met deze technologie kunnen productontwerpers profiteren van een veel robuustere materiaalset, terwijl ze ook profiteren van enkele voordelen van spuitgieten. RIM wordt meestal gebruikt voor het vervaardigen van grotere onderdelen, ingewikkelde geometrieën of unieke oppervlakteafwerkingen die moeilijk te verkrijgen zijn met een gietproces.

Overweegt u Reaction Injection Moulding RIM om uw product te vervaardigen? Bekijk onze recente blogpost, 5 Design Tips voor een succesvol RIM-ontwerp.

Conclusie

Bij het evalueren van verschillende productiemethoden is het belangrijk om rekening te houden met de materiaalvereisten voor een product, gereedschap en productiekosten, en hoe het productieproces past in uw productontwikkelingscyclus. Spuitgieten en gietvormen hebben beide hun eigen voor- en nadelen en het begrijpen van deze productiemethoden kan een productontwerper helpen bij het nemen van materiaal- en ontwerpbeslissingen. Het vroeg in het ontwerpproces identificeren van het juiste productieproces kan het verschil zijn tussen een tijdige lancering en kostbare vertragingen.