Die richtige Spritzgießmaschine auswählen

Das Spritzgießen ist eines der am weitesten verbreiteten Verfahren zur Herstellung großer Mengen von Teilen in Serie, insbesondere in der Automobil- und Luftfahrtindustrie oder in der Medizin- und Krankenhausbranche. Es handelt sich um ein schnelles, für die Massenproduktion geeignetes Verfahren, das mit einer Spritzgießmaschine, auch Spritzgussmaschine genannt, durchgeführt wird. Diese Maschine besteht aus zwei Hauptteilen: der Einspritzeinheit und der Schließeinheit.

Die Einspritzeinheit besteht aus einem Einfülltrichter, der das granulierte oder pulverförmige Material aufnimmt, und einer beheizten Schnecke, die die Aufgabe hat, das Material zu plastifizieren (verformbar zu machen), zu homogenisieren und einzuspritzen. Die Schließeinheit ist dafür zuständig, die Form während des Einspritzens geschlossen zu halten und anschließend abzukühlen.

Es handelt sich dabei um die weltweit am weitesten verbreitete Methode zur Herstellung von Kunststoffteilen, die in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt wird.

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Welche verschiedenen Arten von Spritzgießmaschinen gibt es?
Der Typ und die Eigenschaften der Maschine haben einen Einfluss auf das erzielte Ergebnis (fertiges Teil). Spritzgießmaschinen lassen sich nach der Art des Antriebs klassifizieren und werden daher in hydraulische, elektrische und hybride Maschinen unterteilt.

Hydraulische Spritzgießmaschinen

Sie verfügen über eine Hydraulikpumpe, die mit einem Elektromotor mit konstanter Drehzahl verbunden ist.

Vorteile:
- Sie sind in der Lage, große Teile zu produzieren.
- Sie haben eine konstante Einspritzung und Entnahme.
- Sie sind robust und daher langlebig.
- Es ist einfach, Ersatzteile für diese Maschinen zu finden.
Nachteile:
- Sie verbrauchen viel Energie.
- Sie ermöglichen keine hochpräzisen Gussformen.
- Sie können anfällig für Öllecks sein.
Elektrische Spritzgießmaschinen

Der Antrieb erfolgt über Servomotoren mit numerischer Steuerung. Sie bieten verschiedene Funktionalitäten.

Vorteile:
- Sie verbrauchen sehr wenig Energie.
- Sie bieten hohe Präzision und Zuverlässigkeit.
- Sie sind einfach zu bedienen.
Nachteile:
- Sie erfordern eine höhere Anfangsinvestition als hydraulische Pressen.
- Die Teile müssen regelmäßig ausgetauscht werden, was eine regelmäßige Wartung bedeutet.
Hybride Spritzgießmaschinen

Hybridmaschinen werden von einem Servomotor angetrieben, der mit einer Hydraulikpumpe gekoppelt ist, die auch als Servopumpe bezeichnet wird. Dieses System ermöglicht eine kontinuierliche Anpassung an den tatsächlichen Strombedarf, was zu geringeren Emissionen, weniger Lärm und Energieeinsparungen führt.

Vorteile:
- Sie verbrauchen weniger Energie als hydraulische Spritzgießmaschinen, da der hydraulische Druck nicht ständig gebraucht wird, vor allem wegen des elektrischen Teils.
- Sie bieten eine hohe Präzision.
- Sie haben eine gute Schließkraft.
Nachteile:
- Sie können Wiederholbarkeitsprobleme haben.
- Sowohl der elektrische als auch der hydraulische Teil müssen gewartet werden.
Welche Kriterien gilt es bei der Auswahl einer Spritzgießmaschine zu berücksichtigen?
Beim Kauf einer Spritzgießmaschine gibt es mehrere Kriterien, die berücksichtigt werden müssen:

Injektionskapazität/maximales Injektionsvolumen:

Dies ist die maximale Menge an Material (in der Regel Thermoplast), die die Maschine pro Zyklus in die Form spritzen kann. Sie wird bei europäischen und asiatischen Maschinen in cm³ und bei nordamerikanischen Maschinen in Unzen Allzweck-Polystyrol (GPPS) angegeben.

Es ist ratsam, eine Maschine mit einem Einspritzvolumen zu wählen, das 30 bis 40 Prozent höher ist als die benötigten Teile.

Schließkraft:

In Tonnen ausgedrückt, ist dies die Kraft, die erforderlich ist, um die Form während der Einspritzphase geschlossen zu halten. Die auf die Platten ausgeübte Kraft variiert je nach dem Druck des Materials in der Kavität, um die Qualität der Teile zu gewährleisten. Die Schließkraft kann je nach Modell von 5 Tonnen bis über 4.000 Tonnen reichen. Um die richtige Schließkraft für Ihre Maschine zu ermitteln, berücksichtigen Sie die Fläche des Teils und die Viskosität des zu spritzenden Kunststoffs.

Der Abstand zwischen den Säulen und die maximale Öffnung zwischen den Platten muss größer sein als die maximalen Abmessungen der Formen, damit diese problemlos auf der Maschine positioniert werden können.

Energieeffizienz:

Energieeffizienz ist ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl einer Industriemaschine. Im Allgemeinen können die heutigen Spritzgießmaschinen dank des technologischen Fortschritts bis zu 50 % weniger Energie verbrauchen als die Maschinen, die vor einem Jahrzehnt hergestellt wurden.

Elektrische und hybride Spritzgießmaschinen verbrauchen am wenigsten.
Wie hoch sind die Kosten für eine Spritzgießmaschine?
Große Spritzgießmaschinen kosten im Durchschnitt zwischen 50.000 und 200.000 Euro. Bestimmte Modelle können diese Summe übersteigen.

Neben dem Preis der Maschine gibt es noch weitere Kosten zu berücksichtigen:

Preis der Formen: Die einfachsten Kunststoffformen, wie z.B. 3D-gedruckte, kosten etwa 100 Euro. Aluminiumformen kosten zwischen 2.000 und 5.000 Euro. Stahlformen können über 100.000 Euro kosten. Spritzgießmaschinen mit Kunststoffformen ermöglichen die Massenproduktion von Kunststoffteilen zu einem erschwinglichen Preis.

Preis des Rohmaterials: Diese Maschinen können verschiedene Arten von Kunststoff (ABS, PP, PC, PE usw.) spritzen, die unterschiedliche Preise haben. So kostet ein Kilo Kunststoffgranulat im Allgemeinen etwa 5 Euro.

Installations-, Betriebs- und Wartungskosten: Spritzgießmaschinen unterliegen ebenfalls strengen Installationsanforderungen und erfordern qualifizierte Arbeitskräfte, um sie zu bedienen und zu warten. Die Kosten für die Arbeitskräfte und die regelmäßige Wartung müssen daher mit einkalkuliert werden.