Introductie
Kunststofspuitgieten is een van de hoeksteenprocessen in de industrie en maakt de productie van diverse onderdelen en componenten mogelijk. Het staat bekend om zijn ongeëvenaarde veelzijdigheid en kwaliteit in vergelijking met andere productiemethoden en blijft daarom een favoriete keuze voor veel fabrikanten. Een veelvoorkomende zorg rondom deze technologie betreft echter de bijbehorende kosten. Dit artikel beoogt de verschillende factoren die de kosten van kunststofspuitgieten beïnvloeden te onderzoeken en technieken te schetsen om de totale kosten van het proces te verlagen.
Factoren die verband houden met de kosten van spuitgieten
De kosten voor het spuitgieten van kunststof staan nooit vast, aangezien deze van proces tot proces variëren. De kosten voor spuitgieten op maat kunnen variëren van enkele duizenden tot honderdduizenden. Enkele van de factoren die verband houden met de spuitgietkosten worden hieronder besproken,
- Kosten voor het vormen van gereedschap:
De matrijs is een duur onderdeel van dit proces. Hoewel het een eenmalige investering is, is het een cruciale factor in de totale proceskosten. Matrijzen worden over het algemeen vervaardigd met behulp van CNC-bewerking , elektro-erosie (EDM) en 3D-printen . CNC-bewerkingstechnieken worden gebruikt voor de productie van stalen en aluminium matrijzen. Bij dit proces worden CNC-technieken voor materiaalverwijdering toegepast voor de productie van zeer nauwkeurige aluminium matrijzen. EDM biedt mogelijkheden voor de productie van complexe onderdelen met een hoge nauwkeurigheid. Het maakt gebruik van elektro-erosie om metaal te smelten en vervolgens een werkstuk met zeer hoge precisie te vormen. Voor een snel en efficiënt productieproces van matrijzen worden echter 3D-printmethoden gebruikt. Bij deze technieken is meestal geen geschoolde arbeid nodig, waardoor de matrijskosten aanzienlijk lager zijn. Hoewel 3D-geprinte matrijzen zeer kosteneffectief zijn, kunnen ze krimpen en beperkt zijn tot bepaalde afmetingen en formaten.
- Apparatuur kosten:
De kosten van kunststofspuitgieten worden ook bepaald door het type apparatuur dat wordt gebruikt. De apparatuur voor dit proces varieert van kleine tot grote machines met verschillende functies en specificaties. Het type apparatuur dat bij dit proces wordt gebruikt, zijn elektrische spuitgietmachines, hydraulische spuitgietmachines en hybride spuitgietmachines.
Het initiële budget voor een elektrische spuitgietmachine kan hoog zijn, maar het bespaart bedrijfskosten omdat deze met minder energie werkt. Een elektrische spuitgietmachine maakt gebruik van een elektroservomotormechanisme en is nauwkeurig en klaar voor gebruik. De hydraulische machines vervullen hun functie met een hydraulische pomp. Ze zijn goedkoper en kunnen consistente ejectie en injectie bieden. De werking ervan kan echter kostbaar zijn, omdat de werking ervan veel energie kost. De hybride spuitgietmachine daarentegen combineert de kenmerken van zowel hydraulische als elektrische machines. Het maakt gebruik van olie die wordt gedistribueerd door een servomotor en een hydraulische pomp om hydraulische drukcreërende componenten in de machines te produceren. Deze machines produceren herhaalbare bewerkingen, met een hoge energie-efficiëntie en precisie in vergelijking met hun tegenhangers.
- Kunststofharsen en additieve kosten:
In kunststofspuitgietmachines wordt een uitgebreid assortiment kunststofharsen gebruikt, zoals PC, PE, PU en ABS enz. Hun beschikbaarheid, prijs en eigenschappen zijn cruciaal bij het bepalen van de totale kosten van kunststofspuitgieten. De uiteindelijke kosten van plastic worden bepaald door het type ontwerp en de gebruikte hoeveelheid, die doorgaans oplopen tot enkele dollars per kg.
- Kosten spuitgietonderdelen:
De kosten van de spuitgietonderdelen worden bepaald door de complexiteit van de matrijs. Het omvat de kosten die verband houden met het ontwerp, de grootte en het volume van de spuitgietcomponenten. Wanneer een mal wordt voorbereid, zijn er vaak extra kosten op basis van het afwerkingsproces, zoals oppervlakteafwerking, stralen en polijsten, enz., omdat het onderdeel niet wordt voorbereid.
- Arbeidskosten:
Een belangrijke kostenpost van dit proces zijn de arbeidskosten, waaronder de installatie-, onderhouds- en bedrijfskosten bij het kunststofspuitgieten. De installatiekosten bestaan uit de kosten die bij elke installatiefase horen. De onderhouds- en bedrijfskosten zijn gering, maar kunnen de totale kosten van het kunststofspuitgietproces aanzienlijk beïnvloeden.
Het verlagen van de kosten van kunststofspuitgieten
De fabrikant streeft naar een verlaging van de totale kosten van het kunststofspuitgieten. Een eenvoudige truc is om het aantal hoeveelheden matrijs te vergroten, waardoor de matrijskosten aanzienlijk worden verlaagd. Er zijn ook andere manieren om de totale kosten van dit proces te verlagen,
- Ontwerp voor productie (DFM) analyse:
DFM wordt meestal door de fabrikanten gebruikt om de totale kosten van het kunststofspuitgieten omlaag te brengen. Bij DFM wordt het vervaardigde onderdeel ontworpen binnen het budget van de klant en voldoet het aan het vereiste doel. Met behulp van verschillende wetenschappelijke technieken wordt een efficiënt ontwerp en proces bepaald met resultaat in kostenreductie.
- Onderdelen met minder complexiteit en gebruik van universele mallen:
Een andere manier om de kosten van kunststofspuitgieten te verlagen, is door het algehele ontwerp van het onderdeel te vereenvoudigen. Dit zou de kosten die gepaard gaan met de vervaardiging van complexe matrijzen verlagen en geld besparen door de extra kenmerken van het onderdeel te verwijderen. Bij dergelijke processen kan ook een universele matrijs worden gebruikt, waardoor de kosten van de matrijsfabricage omlaag kunnen worden gebracht.
- Keuze uit spuitgietmaterialen en inzetvormen:
De keuze van het spuitgietmateriaal kan ook de kosten van kunststofspuitgieten beïnvloeden. Het gebruik van ABS of polypropyleen kan de productiekosten aanzienlijk verlagen. Een andere methode om de kosten te drukken is het gebruik van insert-spuitgieten, omdat hierbij geen schroefdraad op het plastic wordt aangebracht om het met metalen onderdelen te verbinden.
- Vermindering van het aantal holtes in mallen:
Het aantal holtes in de mal is recht evenredig met de kosten. Om de kosten van de mal te verlagen, zoeken fabrikanten daarom naar mallen met een minimaal aantal holtes. In dit proces kan Moldflow-analyse van cruciaal belang zijn, omdat het een geoptimaliseerd ontwerp van onze kant voorstelt, omdat het de gebieden identificeert waar de holte kan worden verwijderd.
- Gebruik van zelfkoppelende onderdelen:
Het gebruik van zelfsluitende onderdelen kan ook de totale kosten van kunststofspuitgieten verlagen. Het kan de spuitgietkosten besparen door het ontwerpproces te vereenvoudigen. Zelfsluitende onderdelen kunnen worden bevestigd wanneer ze 180 graden worden gedraaid, zodat een enkele halve mal kan worden gebruikt om een heel onderdeel te maken.
Conclusie
Spuitgieten, als een van de meest voorkomende processen in de productie-industrie, wordt vaak een centraal punt bij inspanningen om de kosten te verlagen. Dankzij de technologische vooruitgang optimaliseren fabrikanten het ontwerpproces steeds meer, waardoor de totale kosten omlaag gaan.
