Was ist Spritzgießen? Definition, Materialien, Produkte

Spritzgießmaschine
Spritzgießmaschine
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=ckWi-rOxPzo

In der Welt der Fertigung ist das Spritzgießen eines der beliebtesten Verfahren zur Herstellung von Teilen. Unternehmen stellen damit alles her, von medizinischen Produkten über Gehäuse für Unterhaltungselektronik bis hin zu Komponenten für die Automobilindustrie. Lernen Sie das Spritzgießen mit diesem Überblick.

Was ist Spritzgießen?

Beginnen wir mit den Grundlagen des Spritzgießens. Was bedeutet das und woher kommt das Ganze? Spritzgießen ist ein Verfahren zur Herstellung von Teilen, bei dem geschmolzenes Material in eine Form geleitet und abgekühlt wird, um ein bestimmtes Produkt herzustellen. Hier finden Sie die tiefere Bedeutung des Spritzgießens sowie seine Geschichte.

Definition des Spritzgießens

Einspritzen bedeutet füllen, und formen bedeutet formen. Spritzgießen ist also definiert als ein Art des Herstellungsverfahrens bei dem geschmolzenes Material (in der Regel Kunststoff) unter enormem Druck in eine zweiteilige Form gespritzt wird. Die Form wird dann abgekühlt, und das fertige Produkt wird ausgestoßen.

Das Spritzgussverfahren ermöglicht die Herstellung von Teilen mit sehr präzisen Abmessungen und einem hohen Maß an Wiederholbarkeit. Dieses Herstellungsverfahren ist auch relativ schnell, was es ideal für große Produktionsserien macht.

Geschichte des Spritzgießens

Die Geschichte des Spritzgießens beginnt vor vielen Jahren, in den 1800er Jahren. Zu dieser Zeit experimentierte man mit verschiedenen Herstellungsverfahren. Um 1872, John Wesley Hyatt entwickelte das erste Spritzgießverfahren.

Die Spritzgießmaschine hat sich seither erheblich weiterentwickelt. Und obwohl es heute mehrere Arten des Spritzgießens und mehr Materialoptionen gibt, ist das Kernprinzip immer noch dasselbe - was uns zu der Frage bringt, wie es funktioniert und welche Materialien verwendet werden.

Animation zum Spritzgießen
Animation zum Spritzgießen
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=fUrJyd2vTFk

Wie funktioniert das Spritzgießen?

Kunststoffgranulat (oder ein anderes Material) wird in den beheizten Zylinder einer Spritzgießmaschine gegeben, gemischt und in einen Formhohlraum gepresst. Die Form wird mit enormer Kraft geschlossen, und heraus kommt die gewünschte Form! So funktioniert das Spritzgießen:

Spritzgießmaschine

Das Gerät, in dem das alles stattfindet, heißt Spritzgießmaschine. Diese Maschinen gibt es in verschiedenen Größen, von der kleinen Tisch-Spritzgießmaschine bis hin zu großen, industriellen Anlagen.

Zu den Teilen einer Spritzgießmaschine gehören: der Trichter, die Einspritzeinheit, das Werkzeug und die Schließeinheit sowie das Ausstoßsystem. Im Trichter wird das Rohmaterial gelagert, bevor es in die Einspritzeinheit eingespeist wird, während die Form das geschmolzene Material aufnimmt, um es zu formen.

Die Schließeinheit hält die Form während des Einspritzens geschlossen und öffnet sie, wenn das Teil aus der Maschine ausgestoßen wird. Das Auswerfersystem hingegen entnimmt die Teile aus dem Werkzeug, nachdem sie abgekühlt sind.

Verfahren zum Spritzgießen

Die einzelnen Schritte des Spritzgießprozesses, von der Zuführung des Rohmaterials in die Maschine bis zum Gießen des Teils und der Endbearbeitung, werden im Folgenden beschrieben.

  • Das Rohmaterial für das Spritzgießen, in der Regel in Form von Pellets oder Granulat, wird in einen Trichter gefüllt. Der Trichter wiederum befördert das Material in einen beheizten Zylinder.
  • Der Spritzgießzylinder ist mit einem Schneckensystem ausgestattet, das das Rohmaterial vorwärts schiebt und dabei komprimiert. Dadurch wird das Material gemischt und geschmolzen, so dass es leichter in den Formhohlraum eingespritzt werden kann.
  • Wenn das geschmolzene Material die erforderlichen Bedingungen erreicht hat, drückt die Schnecke es in die Form. Hier wird das Material gezwungen, sich zu bewegen und den gesamten Hohlraum der Form auszufüllen, wodurch eine Nachbildung der Form entsteht.
  • Sobald das Teil vollständig abgekühlt ist, wird es aus der Form ausgestoßen, in der Regel mit Hilfe von Ausstoßstiften. Die Teile werden dann entnommen, beschnitten, um überschüssiges Material zu entfernen, auf Qualität und Defekte geprüft und dann vor dem Versand wie erforderlich fertiggestellt.

Der gesamte Spritzgießprozess dauert nur wenige Sekunden bis Minuten und kann immer wieder wiederholt werden, um große Mengen an Produkten herzustellen. Es werden auch Teile mit komplexen Formen und enge Toleranzen im Vergleich zu vielen anderen Herstellungsverfahren

Spritzgießen von Kunststoff
Spritzgießen von Kunststoff
Ressource: https://www.bloomberg.com

Materialien für das Spritzgießen

Das Spritzgießen bietet eine hervorragende Vielseitigkeit in Bezug auf die zu verwendenden Materialien. Neben den vielen verschiedenen Kunststoffen werden auch Metalle, Glas und Keramik im Spritzgussverfahren verarbeitet.

Kunststoff-Spritzgießen

Das Kunststoffspritzgießen ist die beliebteste Art des Verfahrens. Es ist auch das vielseitigste Verfahren, da man damit problemlos alle Arten von Kunststoffteilen herstellen kann. Einige der beliebtesten Kunststoffe für das Spritzgießen sind:

  • ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
  • PC (Polycarbonat)
  • PA (Polyamid/Nylon)
  • PS (Polystyrol)
  • PET (Polyethylenterephthalat)
  • PVC (Polyvinylchlorid)

Metall-Spritzgießen

Beim Metall-Spritzgießen wird Metall in Form von Pulver mit einem Bindemittel gemischt und dann zu Pellets verarbeitet. Diese werden dann erhitzt und die Schmelze wird in eine Form gepresst, wo sie zu einem Feststoff abkühlt. Zu den am häufigsten verwendeten Metallen für das Spritzgießen gehören:

  • Rostfreier Stahl
  • Titan-Legierungen
  • Kupferlegierungen
  • Kohlenstoffstahl
  • Nickellegierungen

Glas-Spritzgießen

In jüngster Zeit ist es möglich geworden, Glas im Spritzgussverfahren herzustellen, obwohl die Forschung noch nicht abgeschlossen ist. Ein Polymerbindemittel wird mit Kieselerde (Glas-)Teilchen und wird in eine Formmaschine gegeben. Das Formteil wird dann gewaschen, um das Bindemittel zu entfernen, erhitzt, um mehr Bindemittel zu entfernen, und gesintert, um die Silikapartikel zu verschmelzen.

Das Glasspritzgussverfahren erfordert weniger Hitze und kann sehr kleine Formen erzeugen, transparentes Glas Teile, was bisher nicht möglich war. Im Spritzgussverfahren hergestellte Glasteile eignen sich perfekt für wissenschaftliche, medizinische und Verbraucheranwendungen wie z. B..

  • Winzige optische Komponenten
  • Objektive
  • Brillen
  • Solarzellen
Spritzgießen von Stuhlprodukten
Spritzgießen von Stuhlprodukten
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=ATiG11Qhe-M

Spritzgießende Produkte

Der Einsatz des Spritzgießens in der verarbeitenden Industrie ist einer der vielfältigsten. Es kann eine Reihe von Teilen herstellen, von kleinen Komponenten bis hin zu größeren Strukturen, und seine Anwendungen sind praktisch grenzenlos, wenn es um die Arten von Produkten geht, die hergestellt werden können.

Beachten Sie, dass diese Technik vor allem für dünnwandige Teile verwendet wird, da das Verfahren ein hohes Maß an Präzision und Detailgenauigkeit ermöglicht. Das Ergebnis ist ein Produkt, das genau den Spezifikationen entspricht. Dies sind einige der beliebtesten Spritzgießprodukte:

  • Komponenten für die Automobilindustrie
  • Medizinische Geräte
  • Elektrische Gehäuse
  • Verpackungsprodukte
  • Die Gehäuse von Konsumgütern und Geräten
  • Mechanische Komponenten wie Zahnräder

Spritzgießen vs. Blasformen Blasformen

Spritzgießen und Blasformen sind zwei beliebte Verfahren zur Herstellung von Kunststoffteilen. Obwohl beide Verfahren einige ähnliche Schritte beinhalten, gibt es doch einige deutliche Unterschiede zwischen ihnen.

  • Das Spritzgussverfahren erfordert in der Regel die Verwendung einer Form, um das Teil zu formen, während das Blasformen auf Luftdruck basiert, um das Teil zu formen.
  • Das Spritzgießverfahren eignet sich besser für die Herstellung von Teilen mit komplexen Formen und komplizierten Details, während das Blasformverfahren häufig für Hohlkörper verwendet wird.
  • Was die Kosten betrifft, so ist das Spritzgießen in der Regel teurer als das Spritzgießen, da es in der Regel speziellere und teurere Formen erfordert.
  • Wenn die Teile jedoch komplexe Formen oder komplizierte Details erfordern, ist das Spritzgießen auf lange Sicht oft wirtschaftlicher.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Spritzgießen und Blasformen zwei unterschiedliche Verfahren sind, die beide ihre einzigartigen Vor- und Nachteile haben. Je nach Ihrer spezifischen Anwendung kann das eine besser geeignet sein als das andere.

Schlussfolgerung

Das Spritzgießen ist ein unglaublich nützliches Verfahren für Hersteller, das es ihnen ermöglicht, komplexe Teile schnell und effizient in großen Mengen herzustellen. Die Technologie entwickelt sich mit der Einführung neuerer Materialien, wie z. B. der für das Glas-Spritzgießen verwendeten, ständig weiter und ermöglicht den Herstellern die Herstellung von Produkten, die früher nicht möglich waren.

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