Der Spritzguss wird detaillierter - Dienstleister bieten feinere Hinterschneidungen, engere Toleranzen und passgenaue Oberflächenveredelungen an. Bild: Protolabs

Der Spritzguss wird detaillierter - Dienstleister bieten feinere Hinterschneidungen, engere Toleranzen und passgenaue Oberflächenveredelungen an. Bild: Protolabs

| von Florian Blum

In diesem einen Punkt unterscheidet sich der Spritzguss kaum von anderen Bereichen der Produktion: Die Anwendung, der spätere Zweck bestimmt die Mittel. So ist insbesondere die Auswahl des richtigen Werkstoffs für Konstrukteure von vielen Kriterien abhängig. Ein solches Kriterium ist etwa die Toleranz des fraglichen Kunststoffs. Bei Bauteilen mit Übermaß zum Beispiel ist sie extrem wichtig. Soll ein Teil hingegen im Freien zum Einsatz kommen, ist es vielleicht die UV-Beständigkeit des Polymers, an die gewisse Anforderungen gestellt werden.

Technik in Kürze: Spritzguss und Schnellspritzgießen

Das Spritzgussverfahren ist die gängigste geeignete Art der Herstellung für Prototypen, zum Bridge-Tooling und zur Kleinserienproduktion von Teilen für Endverbraucher. Das Verfahren beruht auf einem Mechanismus, bei dem in einer Maschine thermoplastische oder duroplastische Polymere in einen Formhohlraum (Werkzeug) eingespritzt werden und dann als fertiges Teil erstarren, das anschließend aus der Form ausgestoßen wird. Die technische Effizienz ist bei Protolabs hoch. Das Unternehmen bietet in seiner Produktion Schnellspritzgießen mit kurzen Bearbeitungszeiten, was zur Reduzierung von Entwicklungsrisiken und zur Begrenzung der Gesamtherstellungskosten beiträgt. Die automatisierten Verfahren beginnen damit, dass die Daten direkt an die Werke gesendet werden, sodass häufig schon in einem Tag schnelle Prototypen und Teile für Endverbraucher hergestellt werden können.

(Quelle: Protolabs)

Egal um welches Anwendungsszenario es sich letztlich handelt – Anbieter von 3D-Druck, Spritzgießen und CNC wissen, dass es heute auf vor allem eines ankommt: Schnelligkeit. „Die ist im heutigen Markt unerlässlich. Dazu gehört, dass das Design und die Herstellung des Teils gleich auf Anhieb den Anforderungen entsprechen“, erklärt etwa David Barnes, Produktmanager Spritzguss für EMEA bei Protolabs.

Mehr Spielraum bei der Toleranz von Spritzgussbauteilen

Mit einer intuitiven Online-Konfiguration Konstrukteure sollen es Konstrukteure einfacher haben an ihren Prototypen zu kommen. Und wenn es doch einmal Fragen gibt, sitzen bei Protolabs Experten an der anderen Leitung. Bild: Protolabs
Mit einer intuitiven Online-Konfiguration sollen es Konstrukteure einfacher haben an ihren Prototypen zu kommen. Und wenn es doch einmal Fragen gibt, sitzen bei Protolabs Experten an der anderen Leitung. Bild: Protolabs

Komponenten aus Kunststoff zum Beispiel beanspruchen deutlich größere Toleranzen als metallische Komponenten. Wer sparen möchte, sollte deshalb dieser Materialgruppe gerecht werdende Toleranzen wählen. Um Konstrukteuren die Auswahlarbeit zu erleichtern, garantiert Protolabs seit Neuestem spezifische Maßtoleranzen bei allen Spritzguss-Kunststoffen. So wird Kunden neuerdings bei den gefragteren Kunststoffen die verfügbare Toleranz bereits angezeigt, wenn sie ihr Design in das Online-Angebotssystem Proto-Quote hochladen.

Dominik Matusik, Application Engineer Spritzguss bei Protolabs erklärt das neue Prinzip: „Unsere Kunden müssen sich so keinen Kopf mehr machen, welche Toleranzklasse funktionieren könnte, um diese in der Zeichnung zu hinterlegen und in welchem Bereich sie nach welcher DIN-Norm damit arbeiten müssten. Stattdessen machen wir es ihnen einfacher herauszufinden, ob ihre Produkte, wenn sie nach unseren Toleranzen fertigen, im Zusammenbau passen oder nicht. Letztendlich kann dann auf einen Blick entschieden werden." Konstrukteure erhalten so mehr Informationen über die zu erwartende Maßhaltigkeit der einzelnen Kunststoffe und können leichter zwischen den 50 bevorrateten und weiteren weltweit verfügbaren 1.500 Polymeren des Anbieters wählen.

3D-Druck, Spritzgießen und CNC - Insight-Videos von Protolabs (englisch mit deutschem UT)

In seinen Insight-Videos gibt Protolabs Konstrukteuren Tipps, wie zum Beispiel zum besseren Design von Teilen oder zur Auswahl des richtigen 3D-Druck-Materials. Reinschauen und für regelmäßige Infos zu neuen Tipps kostenlos registrieren!

Wann aber eignen sich nun enge und wann gröbere Maßtoleranzen für Komponenten im Spritzgießen? Dominik Matusik: „Bei einer groben Toleranz können die einzelnen Komponenten zwar schon zusammenpassen, jedoch entstehen dann nach der Montage der Komponenten eben größere Spaltmaße. Dies eignet sich für Bauteile, welche nicht im direkten Sichtbereich liegen, wie verdeckte Komponenten in einem Gehäuse oder Motorraum. Je wichtiger aber die Optik der Teile wird, desto wichtiger sind natürlich auch engere Toleranzen, um Komponenten besser aufeinander abgestimmt fluchten oder passen zu lassen. So entstehen zum Beispiel Schattenfugen, welche möglichst eng und symmetrisch gehalten werden sollen oder schlitzfreie Zusammenbauten, um dem Auge zu schmeicheln."

Dies gelte zum Beispiel im Automobilbereich für Türverkleidungen und Armaturenbretter, "die, je feiner und akkurater sie sind, desto besser natürlich auch aussehen und dem Kunden einen gewissen Premium-Anspruch vermitteln.“ Protolabs garantiert deshalb bei den meisten seiner Kunststoffe nun noch engere Toleranzen als bisher. In Zahlen bedeutet das für die Konstruktion und Entwicklung im Maschinenbau eine Maschinentoleranz von +/- 0,08 mm einschließlich einer Toleranz des Kunststoffs, welche für gewöhnlich je nach Werkstoff zwischen 0,002 mm/mm und 0,010 mm/mm bei einem LSR-Material liegt.

Spritzgießen: Wie Objekte jetzt noch detaillierter werden

Soll die gewünschte Komponente eine spezifische Oberflächenstruktur erhalten, kann die Maschinenbau-Konstruktion nun auch hier auf eine größere Auswahl zurückgreifen. Standardmäßig hat Protolabs sieben Oberflächen im Angebot. Darüber hinaus bietet der Spezialist für Spritzgießen nun aber auch Oberflächenstrukturen nach Maß mittels Laserstrukturierung und chemischer Strukturierung an. Für Protolabs sind das Sekundärdienstleistungen, wie Dominik Matusik erklärt: „Hier haben unsere Kunden die Möglichkeit, auf einen riesengroßen Katalog von Oberflächen zurückzugreifen, zum Beispiel, wenn schon  eine spezielle Oberfläche vorliegt und unsere Kunden möchten, dass ihre Komponenten daran technisch angepasst, also gematcht werden.“

Schnelle Fertigung: Spritzguss, 3D-Druck & CNC bei Protolabs! - Quelle: ke NEXT/Youtube

Neben Oberflächenveredelungen können Spritzguss-Interessenten zum Beispiel auch noch auf folgende Sekundärdienstleistungen von Protolabs zurückgreifen:

  • Montage von kleineren Bauteilgruppen, zum Beispiel für den Maschinenbau. Dominik Matusik: „Konstrukteure aus dem Maschinenbau bestellen mehrere Bauteile, die zusammengehören. Und die bauen wir dann nach der Spritzguss-Fertigung zusammen und senden sie entweder dann direkt zum Kunden des Auftraggebers oder zum Auftraggeber selbst.“
  • Einpressen von Gewindeeinlegern
  • Gewindeschneiden: Beim Gewindeschneiden wird in eine vorhandene Bohrung eines Teils ein Schraubengewinde geschnitten.
  • Bau komplexer Formen: Spritzgussformen und -Werkzeuge genau nach Maß (zum Beispiel  komplexe Teile mit bis zu 30 Hinterschneidungen, tiefe Teile mit über 100 bis 300 mm)
  • Prüfen und Messen: Qualitätsdokumentation für die Teileabnahme bis zu detaillierten Maßkontrollberichten reichen. Die Bearbeitungszeit hängt laut Dominik Matusik vom Spritzgussverfahren und Faktoren wie Teilekomplexität und Stückzahl ab. Dank der jüngsten Investition von Protolabs in ein messtechnisches Labor mit eigenem Koordinatenmessgerät (CMM) und 3D-Laserscanning-Technologie ist das Unternehmen in der Lage, Teile und Prototypen schneller zu messen und zu zertifizieren.

How-to-Webinare zum Thema Spritzguss

Protolabs ist digitaler Fertigungsdienstleister, was sich nicht nur in der eigenen Fertigung, sondern auch in der digitalen Angebotsstruktur des Unternehmens zeigt. Sie sind Konstrukteur und interessieren sich für die schnelle Erstellung eines Bauteil-Prototypen via Spritzguss, 3D-Druck oder CNC? Sie suchen nach Wegen, wie Sie die Komplexität bei Spritzugssteilen meistern? Protolabs gibt in regelmäßigen How-to-Webinaren Antworten. Jetzt kostenfrei registrieren!

Der Eintrag "freemium_overlay_form_keg" existiert leider nicht.