Gängige Anwendungen, Konstruktionsmerkmale und Tipps für das Spritzgießen

Spritzgussanwendungen

Die Vorteile Spritzgießen Die Vorteile des Spritzgussverfahrens zeigen sich unter anderem in Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik, der Automobilindustrie, der Landwirtschaft, der Verteidigungsindustrie, dem Bauwesen und der Unterhaltungselektronik. Jede dieser Anwendungen profitiert von der Möglichkeit, detaillierte Teile in großen Stückzahlen herzustellen.  

Vom Flugzeug am Himmel bis zur Petrischale im Krankenhaus – nur wenige Fertigungsmethoden beeinflussen so viele industrielle Anwendungen wie das Spritzgießen. Die richtige Konstruktion und Materialwahl sind für Spritzgussanwendungen entscheidend. Sie bestimmen, ob das Formteil die Anforderungen an Konformität, Haltbarkeit und Maßtoleranz erfüllt – oder unter realen Bedingungen versagt. 

Deshalb haben wir diesen Leitfaden erstellt, der verschiedene Anwendungsbereiche des Spritzgießens sowie die Grundlagen des Spritzgießprozesses, Konstruktionsmerkmale und Materialien beschreibt. 

Was ist Spritzguss?

Beim Spritzgießen von Kunststoffen wird der Kunststoff bis zu seinem Schmelzpunkt erhitzt, anschließend durch eine Düse in eine Form eingespritzt und nach dem Abkühlen der Form zu einem Formteil verarbeitet. Auswerferstifte entnehmen das Formteil. 

Das Spritzgießen hat verschiedene Hauptanwendungen, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

Übersichtstabelle gängiger Spritzgussanwendungen 

Das Kunststoffspritzgießen erfolgt in einer Spritzgießmaschine. Wie die Abbildung unten zeigt, besteht die Maschine aus zwei Hauptteilen: der Spritzeinheit und der Schließeinheit. 

Spritzgießmaschine

Diese Standardmaschinenkonfiguration ermöglicht die Herstellung kostengünstiger und langlebiger Teile für diverse Branchen. Die genauen Spritzgusskosten hängen von der Teilekonstruktion, der Werkzeugkomplexität und dem Material ab. 

Was sind die gängigen Anwendungsbereiche des Spritzgussverfahrens?

Zu den Anwendungsgebieten des Spritzgussverfahrens zählen Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizintechnik und Unterhaltungselektronik. Weitere Anwendungsgebiete sind Bauwesen, Lebensmittelindustrie, Verteidigung und Landwirtschaft.  

Luft-und Raumfahrtindustrie

Kunststoffspritzguss für die Luft- und Raumfahrt Die Teile sind ideal, weil sie die Anforderungen der Branche wie geringes Gewicht, enge Toleranzen, Designflexibilität, Langlebigkeit und Kosteneffizienz erfüllen können. Die Arten von Spritzguss für die Luft- und Raumfahrt Zu den Teilen gehören Motorkomponenten, aerodynamische Komponenten, elektrische Gehäuse, Innenausstattungskomponenten und Sicherheitskomponenten. 

Spritzgussteil für die Luft- und Raumfahrt

Automobilindustrie

Die häufigste Kunststoffspritzguss für die Automobilindustrie Anwendungsbereiche umfassen Innenraumteile, Motorraumkomponenten und ästhetische Außenteile. Gängige Kunststoffe in diesen Bereichen sind Polypropylen, Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polyamid (Nylon). Hersteller und Anwender nennen mehrere Vorteile, darunter komplexe Formen, Wiederholgenauigkeit, hochwertige Oberflächenbeschaffenheit und ein schneller Herstellungsprozess. 

Spritzguss-Automobilteil

Medizintechnik

Biokompatibilität und Zähigkeit sind entscheidende Eigenschaften für spritzgegossene Teile für die medizinischer Spritzguss Industrie. Je nach Gerät und dessen vorgesehenem Verwendungszweck kann der Herstellungsprozess eine Umgebung erfordern, die der Norm ISO 14644-1:2015 entspricht, um Verunreinigungen zu kontrollieren.1] 

Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) und Polycarbonat (PC) werden häufig im Spritzgussverfahren für medizinische Geräte eingesetzt. Zu den gängigsten Bauteilen, die mit diesem Verfahren hergestellt werden, gehören Pumpenanschlüsse, Bakterienfilter, Kammerfilter und Petrischalen.

Consumer Elektronik

Diverse Zubehörteile und Komponenten von Unterhaltungselektronik werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Die Liste ist lang und umfasst Isoliergehäuse, Steckverbinder und dekorative Oberflächen.

Elektronische Gehäuse

Die Hersteller dieser Teile verwenden zuverlässige Kunststoffe wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamid (Nylon), Acryl (Polymethylmethacrylat – PMMA), Polycarbonat (PC) und thermoplastisches Polyurethan (TPU). 

Zu den relevanten Normen für das Spritzgießen in der Elektronikindustrie gehören unter anderem Arbeitsschutzbestimmungen für Produktionsabläufe und die Norm ISO 9001:2015 für Qualitätsmanagement. 

Baugewerbe

Das Kunststoffspritzgießen ist ein bevorzugtes Verfahren zur Massenproduktion verschiedener Teile und Komponenten in der Bauindustrie. Für diese Anwendungen stehen Materialien wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), schlagfestes Polystyrol (HIPS), Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und Polyethylen hoher Dichte (HDPE) sowie Polyamid (Nylon) zur Verfügung. 

Hier einige gängige Spritzgussteile für die Bauindustrie:

• Rohrverbindungsstücke
• Gerätegehäuse
• Rohrverbinder
• Lager
• Klarer Schlauch 

Form für Rohrverbindungsstücke

Rüstungsindustrie

Im Verteidigungssektor wird das Kunststoffspritzgießen für Anwendungen wie Waffen, Täuschkörper, tragbare Kommunikationsgeräte und Fernglasgehäuse eingesetzt. Gängige, mit militärischen Anforderungen kompatible Kunststoffe sind Polyvinylchlorid (PVC), thermoplastische Elastomere, Polyester und thermoplastisches Polyurethan (TPU). Weitere sind Polyetheretherketon, Polypropylen, Polyphenylensulfid und Polyamid 6. Diese Kunststoffe werden wegen ihres geringen Gewichts und ihrer Langlebigkeit sowie ihrer Eignung zur fertigungsgerechten Konstruktion (Design for Manufacturability, DFM) geschätzt. 

Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie 

Die Vorteile des Spritzgussverfahrens kommen auch in der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie zum Tragen. Hersteller und Anwender wählen Kunststoffe anhand von Kriterien wie Wasserbeständigkeit, Rissbeständigkeit, Maßtoleranz und Einhaltung von Gesundheitsstandards. 

Spritzguss von Agrarkunststoffen

Die spritzgegossenen Teile für diese breite Industrie müssen folgende Materialanforderungen erfüllen.

1. UV-Stabilisierung [2]
2. Chemische Beständigkeit
3. Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen [3]
4. Verlängerte Lebensdauer

ProleanTech nutzt seine jahrelange Erfahrung und bietet herausragende Leistungen. Spritzgießen Dienstleistungen, die sich durch Langlebigkeit, Kosteneffizienz und Branchenkonformität auszeichnen.

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Arten von Teilen, die im Spritzgussverfahren hergestellt werden

Im Spritzgussverfahren werden Steckverbinder, Befestigungselemente, Gehäuse, Kappen, Halterungen, Träger und Zahnräder hergestellt. Diese Bauteile finden in nahezu allen Bereichen der modernen Fertigung Verwendung. 

• Steckverbinder 
• Befestigungselemente
• Gehäuse 
• Caps
• Wand- und Deckenhalterungen
• Tablett 
• Zahnräder und andere mechanische Bauteile

Teile mit engen Maßtoleranzen, wie z. B. Verbinder und Zahnräder, werden typischerweise mit Formen aus gehärtetem Stahl anstatt mit Aluminiumformen hergestellt.  

Bevorzugte Konstruktionsmerkmale für Spritzguss 

Die wichtigsten Konstruktionsmerkmale beim Spritzgießen sind Filmscharniere, Ansätze und Rippen, Gewinde, komplexe Geometrien, Hinterschnitte und Schnappverbindungen. Schnappverbindungen und Hinterschnitte können die Werkzeugkomplexität und -kosten erhöhen und sollten daher bei begrenztem Budget vermieden werden. 

• Lebende Scharniere – Hierbei handelt es sich um flexible Gelenke, die Bestandteil des Bauteils sind. Sie eliminieren die Kosten und den Zeitaufwand für die Fertigung. 

Lebendes Scharnier

• Bosse & Rippchen – Verstärkungsrippen und -zapfen verbessern die strukturelle Stabilität bei gleichzeitiger Beibehaltung der Wandstärke 
• Threads – Der Hersteller kann Gewinde in die Konstruktion einbetten und so die Notwendigkeit einer nachträglichen Bearbeitung eliminieren. 
• Hinterschneidungen – Hinterschnitte sind schwer zu realisieren und erfordern typischerweise zusammenklappbare Kerne oder Seitenwerkzeuge.
• Schnappverschlüsse Schnappverbindungen sind beim Spritzgießen unerlässlich, da die Teile dabei ohne Werkzeug zusammengefügt werden. 

Schnappverschluss-Designs

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Die Wahl des richtigen Spritzgussmaterials für verschiedene Anwendungen 

Die Wahl des richtigen Spritzgussmaterials hängt von den mechanischen, physikalischen und thermischen Eigenschaften des Bauteils ab. Auch die branchenspezifischen Vorschriften spielen eine wichtige Rolle. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die wichtigsten Materialauswahlkriterien für verschiedene Branchen: Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik, Unterhaltungselektronik, Bauwesen, Verteidigung und Landwirtschaft/Lebensmittelindustrie. 

Fazit 

Anwendungen für Spritzgussverfahren finden sich in verschiedensten Branchen – Luft- und Raumfahrt, Medizin, Automobilindustrie, Unterhaltungselektronik, Verteidigung, Landwirtschaft – jede mit ihren eigenen Leistungs- und Konformitätsanforderungen. Die Herstellung der richtigen Spritzgussteile erfordert eine auf diese Anforderungen abgestimmte Materialauswahl. Dazu gehört sogar, zu verstehen, welche Teile welche Materialien benötigen. 

Diese Entscheidungen sind zu kostensensibel, als dass man sie dem Zufall überlassen sollte. Ob Sie Ihre Produktion von Landmaschinen ausweiten oder Prototypen für Automobilteile entwickeln – ein erfahrener Spritzgussdienstleister kann den entscheidenden Unterschied zwischen einem langlebigen Bauteil und einem, das beim ersten Versuch versagt, ausmachen. 

Unsere Spritzgussservice ist darauf ausgelegt, die gewünschte Präzision, Langlebigkeit und Nachgiebigkeit zu gewährleisten. Kontaktieren Sie noch heute unsere Spritzgussexperten, um Ihr Design analysieren zu lassen und den idealen Produktionsprozess zu ermitteln. 

Ressourcen 

[1].https://www.iso.org/standard/53394.html

[2].https://www.iso.org/standard/83801.html

[3].https://store.astm.org/d0256-26.html 

FAQ

Welche Branchen nutzen Spritzguss am häufigsten?

Das Spritzgießen ist vor allem in der Unterhaltungselektronik-, Medizin- und Automobilindustrie verbreitet, wo Massenproduktion, enge Toleranzen und Materialvielfalt entscheidende Anforderungen sind.