8 tips voor kosteneffectief spuitgieten

Spuitgieten is een productieproces waarbij een mondstuk onder druk wordt gebruikt om gesmolten materiaal in een duurzame metalen mal te injecteren, het onderdeel uit te werpen zodra het is uitgehard en de mal snel achter elkaar opnieuw te vullen. Dit maakt de economische productie mogelijk van identieke onderdelen met herhaalbare toleranties in grote volumes, inclusief producten zoals plastic flescomponenten, medische apparaten, elektronicabehuizingen en auto-onderdelen.

Een zeer aanpasbaar proces, spuitgieten is compatibel met een breed scala aan materialen en zorgt voor een goede ontwerpflexibiliteit in termen van onderdeelgeometrie. Maar hoeveel kost spuitgieten? Het kan een vrij dure productiemethode zijn, vanwege de investering van tijd en geld die nodig zijn om de geharde stalen mallen op de juiste manier te bewerken en te testen - als zodanig kunnen productteams profiteren van het vinden van een paar effectieve manieren om de kosten te verlagen tijdens het productontwikkelingsproces . Hier zijn een paar plaatsen om te beginnen.

1. Vermijd ondersnijdingen

Ondersnijdingen zijn overhangende ontwerpkenmerken (zoals kliklipjes) die voorkomen dat een onderdeel zonder schade uit de mal wordt geworpen. In veel gevallen kunnen ondersnijdingen worden vermeden door de kenmerken van het onderdeel zo te oriënteren dat ze evenwijdig zijn aan de treklijn wanneer de mal open is. Als ondersnijdingen echter onvermijdelijk zijn, zal het opnemen van nevenacties op de lange termijn gunstig zijn, maar de spuitgietkosten verhogen.

2. Ontwerp onderdelen (en mallen) efficiënt

Het doel van efficiënte spuitgietontwerpen moet zijn om vooraf gedefinieerde vereisten te bereiken, terwijl het materiaalgebruik wordt geminimaliseerd en zonder concessies te doen aan de kwaliteit. Het verwijderen van onnodige aangepaste spuitgietfuncties zoals branding, gestructureerde oppervlakken en onderdeelnummers uit matrijsontwerpen is essentieel om de kosten laag te houden.

Het opnemen van extra materiaal in het ontwerp van een onderdeel kan de structurele integriteit van een onderdeel zelfs beschadigen. Dit komt omdat grote onderdelen en dikke delen niet alleen vatbaar zijn voor kromtrekken en wegzakken, maar ook de materiaalkosten en afkoeltijden opdrijven. Bovendien kan het optimaliseren van de onderdeeloriëntatie in een matrijs de vulsnelheid verbeteren, afvalmateriaal minimaliseren en de kosten verlagen.

3. Gebruik mallen met meerdere holtes

Als het materiaal en de geometrie het toelaten, is het opnemen van extra onderdeelholtes in een matrijsontwerp een vrij eenvoudige manier om de productie-efficiëntie te verhogen. Hoewel de extra holtes de kosten van het snijden van afzonderlijke mallen verhogen, zijn ze veel zuiniger om te produceren dan afzonderlijke mallen en gereedschappen voor elk onderdeel. Matrijzen met meerdere holtes verhogen de productiesnelheid en helpen ook om de productiekosten per eenheid in de loop van de tijd aanzienlijk te verlagen.

4. Consolideer vergelijkbare onderdelen in dezelfde mal

Als onderdeelfamilies of meerdere kunststof spuitgietprojecten componenten omvatten die hetzelfde materiaal gebruiken en ongeveer even groot zijn, is het mogelijk dat ze in een enkele mal kunnen worden geconsolideerd, een andere manier om de gereedschapskosten te verlagen. Dit wordt een 'familieschimmel' genoemd.

Het samenvoegen van onderdeelcomponenten met een levend scharnier of zelf-parende kenmerken is een andere manier om nabewerkingsstappen te elimineren (hoewel deze levensvatbare materiaalopties kunnen beperken tot polypropyleen, dat zowel een goede duurzaamheid als flexibiliteit biedt).

5. Optimaliseer onderdeeltoleranties

Hoewel een zekere mate van variatie onvermijdelijk is bij de productie, stellen toleranties - of het acceptabele bereik van variatie tussen componenten en runs - productteams in staat om ervoor te zorgen dat levensvatbare onderdelen een consistente grootte, vorm en kwaliteit hebben.

Nauwere toleranties vereisen een betere matrijsdefinitie en de CNC-bewerkingskosten die gepaard gaan met gereedschap met nauwe toleranties stijgen snel. Als er ruimte is voor flexibiliteit in de tolerantie van een onderdeel, kunnen productteams de gereedschapskosten mogelijk verlagen door alleen kritische toleranties op te geven.

6. Pas mallen aan in plaats van nieuwe te bewerken

Als een onderdeel verschillende iteraties doorloopt voordat een werkbaar ontwerp is voltooid, kunnen productteams mogelijk kosten besparen door hun bestaande mallen aan te passen in plaats van nieuwe te bewerken. Door gereedschapsinzetstukken te ontwerpen of een matrijs in fasen opnieuw te bewerken om extra functies toe te voegen, zijn meerdere gereedschapsronden niet meer nodig. Hierdoor worden de ontwikkelingskosten vaak drastisch verlaagd.

7. Profiteer van analysetools voor het vullen van schimmels

Spuitgietgereedschappen zoals simulatiesoftware voor het vullen van mallen kunnen een hulpmiddel zijn bij het verfijnen van het matrijsontwerp voordat het gereedschap begint. Met prototypes van digitale matrijs kunnen teams de koelefficiëntie verbeteren, cyclustijden optimaliseren en testen op problemen zoals ongelijke vulsnelheden, luchtbellen en kromtrekken. Als ze op de juiste manier worden geïmplementeerd, dragen deze tools bij aan matrijzen van hogere kwaliteit en voorkomen ze dure revisies.

8. Bewaak de cyclustijd

Kortere cyclustijden verlagen de productiekosten per eenheid. Over het algemeen overtreft de spuitgietcyclustijd die van andere productiemethoden, waardoor een snelle en kosteneffectieve productie van onderdelen in grote volumes mogelijk is.

Het onderdeelmateriaal, de onderdeelgeometrie en de malsamenstelling hebben allemaal invloed op hoe snel de thermoplastische hars afkoelt - wat een van de belangrijkste factoren is voor de cyclustijd. Aluminium biedt betere thermische overdrachtssnelheden dan geavanceerde staalsoorten met hoge sterkte — waardoor snellere cyclustijden mogelijk zijn — maar is ook veel minder duurzaam en kan daarom niet zoveel onderdelen produceren.

Matrijzen van gehard staal hebben meer tijd nodig om te bewerken, maar worden minder snel beschadigd door ingewikkelde componentgeometrieën of moeilijke materialen. Mallen die moeten worden verwarmd en gekoeld, moeten worden uitgerust met watercircuits om de cyclustijd te verbeteren.

Begin vandaag met het verbeteren van de kostenefficiëntie

Operationele efficiëntie is de sleutel tot het verlagen van de productiekosten van spuitgieten en kan worden bereikt door een combinatie van stappen, waaronder het stroomlijnen van het ontwerp van onderdelen voor optimale cyclustijden, het beperken van dure gereedschapstijd en het toevoegen van meerdere, vergelijkbare onderdelen aan dezelfde mal. Tot slot, een van de meest betrouwbare effectieve manieren om de kosten laag te houden, is om samen te werken met een deskundige fabrikant als Fast Radius.

Fast Radius biedt zeer flexibele en efficiënte on-demand productieoplossingen, van spuitgieten en urethaangieten tot industriële additieve productiediensten. Ons team is gespecialiseerd in het optimaliseren van end-to-end-processen om productontwikkeling, productie en uitvoering efficiënter en kosteneffectiever te maken. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie.

Bezoek het Fast Radius-leercentrum om meer te lezen over spuitgieten, inclusief onze handleidingen voor veelvoorkomende thermoplasten en materiaaladditieven.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?