Bevor wir über die Kosten sprechen, sind manche Leute vielleicht nicht vertraut mit dem, was Urethanguss ist und welche Vorteile es bietet. Schauen wir uns also zunächst einmal um.
Was ist Urethanguss?
Urethanguss (auch bekannt als Vakuumguss oder Silikonformung) ist ein Herstellungsverfahren, bei dem Silikonformen und Polyurethan (PU) zur Herstellung von Kunststoffteilen verwendet werden. Es bietet mehrere entscheidende Vorteile: niedrige Kosten für den Formenbau, kurze Vorlaufzeiten sowie eine hervorragende Oberflächengüte und Funktionalität, die mit Spritzgussteilen vergleichbar ist.
Allerdings weist dieser Prozess auch einige Einschränkungen auf:
- Kurze Lebensdauer der Form — Silikonformen halten normalerweise nur für 20–30 Kopien.
- Höhere Stückkosten bei größeren Mengen, was seinen Kostenvorteil aufzehrt.
- Eingeschränkte Materialleistung – PU-Harze sind zwar vielseitig, können aber bei Hochtemperatur- oder Hochfestigkeitsanwendungen möglicherweise nicht mit technischen Kunststoffen mithalten.
Daher eignet sich das Vakuumgießen für Kleinserienfertigung von Kunststoffteilen, bei denen keine hohe Festigkeit oder Hitzebeständigkeit erforderlich ist.
Wie viel kostet Urethanguss?
Nach der Einführung in den Urethanguss ist seine Wirtschaftlichkeit das beeindruckendste Merkmal. Doch wie hoch sind die Kosten? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir den gesamten Produktionsprozess betrachten.
Der komplette Urethan-Gießprozess: 3 Schlüsselphasen
- Master-Mustererstellung Zunächst muss ein hochpräziser Prototyp (Urmodell) hergestellt werden, typischerweise mittels CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck. Dieses Urmodell dient als Vorlage für die Replikation von Silikonformen.
- Reproduktion von Silikonformen Das Urmodell wird in eine Formbox gelegt, in die flüssiges Silikon gegossen und ausgehärtet wird, wodurch flexible, produktionsreife Formen entstehen.
- PU-Teileguss Polyurethan-Material wird unter Vakuumbedingungen in die Silikonform eingespritzt. Nach der Wärmeaushärtung werden die fertigen Kunststoffkomponenten entformt.
Wie aus diesem Verfahren hervorgeht, gliedern sich die Hauptkosten des Vakuumgießens in:
- Kosten des Mastermusters
- Kosten für Silikonformen
- Produktionskosten pro Teil
Im folgenden Abschnitt werden die einzelnen Kostenkomponenten im Detail untersucht.
Kosten des Mastermusters
Vor der Herstellung einer Silikonform ist ein hochwertiges Urmodell unerlässlich. Das Urmodell dient als Vorlage für die Herstellung von Silikon- oder Metallformen. Seine Oberflächenbeschaffenheit und Maßgenauigkeit bestimmen direkt die Qualität aller replizierten Teile und beeinflussen die Präzision und Detailgenauigkeit des Endprodukts. Urmodelle werden typischerweise hergestellt durch CNC-Bearbeitung or 3D Druck.
Kostenfaktoren:
Herstellungsverfahren:
- 3D-Druck: Schnell, für komplexe Strukturen geeignet, Preis normalerweise ab 50 $.
- CNC-Bearbeitung: Geeignet für normale Strukturen, die hohe Präzision erfordern, die Kosten beginnen normalerweise bei 100 $.
Größe und Komplexität: Größeres Volumen und mehr Details führen zu höheren Kosten. Zusätzliche Oberflächenbehandlungen (wie Lackieren, Polieren) erhöhen ebenfalls die Kosten.
Verwendete Materialien: Urmodelle bestehen üblicherweise aus Harz oder ABS-ähnlichen Materialien. Für höhere Präzision können technische Kunststoffe wie Aluminium oder POM verwendet werden, die jedoch teurer sind.
Das Mastermodell ist eine einmalige Investition und kann typischerweise zum Replizieren mehrerer Silikonformen verwendet werden, sodass sich die Kosten bei Großprojekten amortisieren. Bei Projekten mit nur einer Form und geringen Stückzahlen müssen diese Kosten jedoch dennoch sorgfältig abgewogen werden.
💡Tipp: Bei sehr kleinen Auflagen mag 3D-Druck schneller und kostengünstiger erscheinen – allerdings mangelt es ihm oft an Oberflächengüte und Detailtreue. Wenn Aussehen und Textur wichtig sind, ist Urethanguss die bessere Wahl.
Kosten für Silikonformen
Die Kosten für Silikonformen liegen in der Regel zwischen 200 und 3,000 US-Dollar und hängen von mehreren Faktoren ab:
Größe: Der Formpreis für kleine Teile beträgt im Allgemeinen etwa 200–500 US-Dollar, während die Kosten für große oder komplexe Strukturen etwa 1,200–3,000 US-Dollar erreichen können.
Silikon-Material: Die Silikonpreise liegen zwischen 100 und 300 US-Dollar pro Kilogramm.
Strukturelle Komplexität: Wenn das Produkt Hinterschneidungen aufweist oder Designs mit mehreren Hohlräumen erfordert, erhöhen sich die Formkosten um etwa 30 %.
Produktionsstandort: Die Kosten für die Herstellung von Formen sind in China normalerweise etwa 40 % niedriger als in Europa oder Amerika.
Der Vorteil von Silikonformen liegt in ihrem kurzen Produktionszyklus (3–7 Tage). Sie eignen sich daher sehr gut für die Kleinserienproduktion (jede Form hat eine Lebensdauer von ca. 10–30 Teilen). Bei Bedarf von Hunderten oder sogar Tausenden von Teilen sind jedoch Metallformen (z. B. Stahlspritzgussformen, die typischerweise ab 5,000 US-Dollar erhältlich sind und eine Lebensdauer von über 100,000 Zyklen haben) empfehlenswerter.
Teileproduktionskosten
Die Produktionskosten jedes Kunststoffteils bestehen hauptsächlich aus den Kosten für das Polyurethan-Material, den Arbeitskosten und den Nebenkosten für die Verarbeitung (wie Nachbearbeitung, Verpackung usw.).
Beispielsweise werden für ein mittelgroßes Teil (etwa handflächengroß) typischerweise 100–300 Gramm Material benötigt, wobei die Materialkosten bei etwa 10 US-Dollar pro Stück liegen. Zusätzlich erfordert die Silikonform mehrere manuelle Arbeitsschritte wie Vakuumentgasung, Harzinjektion und Druckhärtung, wobei die Arbeitskosten bei etwa 10 US-Dollar pro Stück liegen (regional unterschiedlich). Je nach Produktanforderungen können auch Folgeprozesse wie Sprühen, Polieren, Kleben oder Montieren anfallen, die etwa 5 US-Dollar kosten. Bei transparenten Teilen, die poliert oder speziell beschichtet werden müssen, fallen höhere Kosten an. Die endgültigen Stückkosten betragen daher etwa 25 US-Dollar.
Wichtig zu beachten ist, dass bei zu geringer Produktionsmenge diese Kosten (Formkosten, Arbeitskosten usw.) auf weniger Teile verteilt werden, was zu höheren Stückkosten führt. Umgekehrt erreichen die Stückkosten ihren Tiefpunkt, wenn sich die maximale Lebensdauer der Form nähert.
Beispiel von Kosten für Urethanguss
Herstellung von 20 ABS-strukturierten Gehäusen, Teileabmessungen ca. 150x100x60mm
Mastermuster: 3D-Druck + Nachbearbeitung ≈ 150 $
Form: Einzelhohlraum-Siliconform für den Hausgebrauch ≈ 300 USD
Kosten pro Einheit: 25 × 20 = 500 $
Ungefähre Gesamtkosten: 950 $
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