Fertigungstechnologien entwickeln sich fortlaufend weiter und eröffnen damit Herstellern über den gesamten Lebenszyklus hinweg neue Möglichkeiten. Immer mehr Produktentwickler entscheiden sich dafür, von einem Produktionsverfahren auf ein anderes umzusteigen oder je nach Bedarf zwischen den Verfahren zu wechseln.
Teile und Produkte durchlaufen während der Entwicklung in der Regel drei Phasen: Nach der Herstellung des Prototyps wird dieser zunächst in Kleinserie gefertigt, bevor er schließlich in Serienproduktion geht. Angestrebt wird ein nahtloser Übergang zwischen den Entwicklungsphasen, während das Produkt und dessen Machbarkeit weiter optimiert werden. Oberstes Ziel ist es, den Zeit- und Kostenaufwand des gesamten Prozesses von der Konzeptionierung bis zur Serienproduktion auf effiziente Weise zu minimieren. Der 3D-Druck bietet sich bei Kunststoffteilen häufig hervorragend für die schnelle, flexible und kostengünstige Herstellung von Prototypen an. Was ist jedoch der nächste Schritt, wenn Sie Ihren Produktentwicklungsplan in die Tat umsetzen möchten? Oft ist das Spritzgussverfahren eine gute Wahl, doch nicht jedes Projekt eignet sich für jede Fertigungsmethode. Ob sich das Verfahren für Ihr Produkt eignet, hängt von verschiedenen Faktoren ab:
Kosten
Die Kosten eines Teils werden von zahlreichen Kriterien bestimmt. Bei Spitzgussteilen fließt ein erheblicher Teil in die Herstellung der Werkzeuge. Beim Spritzgussverfahren wird Kunststoffschmelze in den negativen Hohlraum eines Werkzeugs eingespritzt, das auch als Form bezeichnet wird. Wenn die Werkzeugherstellung eine große Investition darstellt, lässt sich ein wirtschaftlicher Teilepreis nur durch die Massenproduktion mehrerer hundert oder tausend Stück erzielen. Weitere Faktoren sind die Herstellungszeit pro Teil sowie die benötigte Stückzahl. Ob das Spritzgussverfahren wirtschaftlich ist, kann letztendlich davon abhängen, ob die benötigte Stückzahl die Werkzeugkosten rechtfertigt.
Bei Protolabs ist es uns durch zahlreiche Prozessoptimierungen gelungen, den Kosten- und Zeitaufwand zu reduzieren. Die Herstellung Ihres Werkzeugs dauert in der Regel nur 1 bis 15 Tage. Dies ist eine hervorragende Option bei Chargengrößen von wenigen Hundert bis 150.000 Teilen. Unsere Lösung wird oft für die individualisierte Serienfertigung von Teilen genutzt, wenn das Produkt an unterschiedliche Marktsegmente angepasst werden soll. Beim 3D-Druck entfällt die vorherige Herstellung eines Werkzeugs. Ihr Teil wird direkt gedruckt, und Sie können damit nahezu jedes Design umsetzen. Dies ergibt speziell dann Sinn, wenn Sie nur ein paar Hundert Teile bzw. Teile in mehreren Ausführungen benötigen.
Design
Je besser das Design ist, desto geringer fallen mitunter die Produktionskosten aus. Fundierte Kenntnisse hinsichtlich des Fertigungsverfahrens sind bei der Prototypenherstellung daher extrem wichtig. Bei einfachen Komponenten mit relativ schlichter Geometrie ist bei einer entsprechenden Stückzahl das Spritzgussverfahren meist am kosteneffektivsten. Bei komplexen Geometrien ist hingegen der 3D-Druck die bessere Option.
Auch die Oberflächenqualität ist für die Wahl der Produktionsmethode entscheidend. Beim 3D-Druck werden die Teile Schicht für Schicht aufgebaut, sodass die fertige Oberfläche kantig sein kann. Sie lässt sich zwar nachträglich durch Vapour Smoothing glätten, doch der Nachbearbeitungsschritt muss bei der Planung berücksichtigt werden. Mittels Spritzgussverfahren produzierte Teile haben eine glatte Oberfläche, da das Material in einem einzigen Durchgang in die Form eingebracht wird.
Material
Die Wahl des Materials ist ein entscheidender Faktor. Sie wirkt sich nicht nur auf die Kosten, sondern auch die Eigenschaften und die Lebensdauer Ihres Produkts aus. Jedes Produktionsverfahren eignet sich für bestimmte Materialarten, wobei die Auswahl beim Spritzguss größer als beim 3D-Druck ist.
Bei Protolabs bieten wir für die Fertigung von Spritzgussteilen Hunderte verschieden Harze, während Sie beim 3D-Druck standardmäßig aus 14 Arten wählen können. Natürlich können Sie bei beiden Verfahren auch Sondermaterialien ordern. Dies ist jedoch mit zusätzlichem Aufwand verbunden, was Sie bei der Planung berücksichtigen sollten.