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Die Wahl zwischen 3D-Druck und Spritzguss hängt von mehreren Faktoren ab. 3D-Druck ist in der frühen Entwicklungsphase am schnellsten und günstigsten, wenn sich das Design noch von Tag zu Tag ändert.
Doch auch Spritzguss gehört in die Entwicklungsphase: Mit einem Prototypenwerkzeug erhalten Sie Bauteile im späteren Serienmaterial, hergestellt im späteren Serienverfahren, sodass sich Funktion und Materialeigenschaften validieren lassen, bevor in ein Serienwerkzeug investiert wird.
Dieser Artikel zeigt, wann welches Verfahren die richtige Wahl ist, was sie technisch unterscheidet, und warum sich Spritzguss bei Kleinserien oft schon ab rund 200 Teilen pro Jahr lohnt.
3D-Druck hat keine Werkzeugkosten, dafür einen hohen Stückpreis, während Spritzguss hohe Werkzeugkosten, aber einen niedrigen Stückpreis hat. Darüber hinaus hängt die Wahl davon ab, wie festgelegt das Design bereits ist, welche Anforderungen an Oberfläche und Toleranzen bestehen, und aus welchem Material das Bauteil gefertigt werden soll.
Das hängt jedoch ganz von Ihrem konkreten Teil und Projekt ab. Benötigen Sie 500 Teile pro Jahr eines einfachen, unkritischen Teils, kann 3D-Druck weiterhin die richtige Wahl sein. Benötigen Sie 150 Teile pro Jahr eines sichtbaren Teils mit engen Toleranzen, kann Spritzguss mit einem Werkzeug langfristig trotzdem die günstigere Lösung sein. Auch ein Prototypenwerkzeug kann sich lohnen, wenn es Designprobleme aufdeckt, bevor in ein Serienwerkzeug investiert wird.
3D-Druck ist ein additives Fertigungsverfahren: Die Maschine baut das Teil Schicht für Schicht anhand eines digitalen 3D-Modells auf. Es gibt kein Werkzeug, keine Werkzeugkosten und kaum geometrische Einschränkungen. Dafür ist jedes Teil das Ergebnis eines langen, individuellen Prozesses, sodass der Stückpreis mit steigendem Volumen nur geringfügig sinkt.
Spritzguss ist ein formgebendes Fertigungsverfahren: Kunststoffgranulat wird geschmolzen und unter hohem Druck in ein Werkzeug gespritzt. Nachdem der Kunststoff abgekühlt ist, öffnet sich das Werkzeug, und das Teil wird ausgeworfen. Ein typischer Zyklus für ein kleines Teil dauert 15 bis 60 Sekunden. Der Großteil der Kosten steckt im Werkzeug. Danach ist der Stückpreis niedrig.
Spritzguss liefert eine bessere Oberfläche, engere Toleranzen und eine größere Materialauswahl als 3D-Druck.
Spritzgegossene Teile kommen mit der Oberfläche aus der Maschine, die das Werkzeug vorgibt. Polierte Werkzeuge ergeben Hochglanz, und Texturen können direkt ins Werkzeug geätzt werden. 3D-gedruckte Teile können je nach Drucktechnologie sichtbare Schichtlinien aufweisen und erfordern Schleifen, Spachteln oder Lackieren, um dasselbe Erscheinungsbild zu erreichen.
Spritzgegossene Teile weisen dennoch Angussreste und mögliche Bindenähte auf, die in der Designphase berücksichtigt werden müssen. In der Regel sind die Teile jedoch mit minimaler Nachbearbeitung einsatzbereit, meist nur durch Entfernen des Angusses und gegebenenfalls Entgraten.
Spritzguss hält typischerweise Toleranzen von ±0,05 bis 0,2 mm ein, abhängig von Bauteilgröße und Material. FDM-Druck erreicht typischerweise ±0,2 bis 0,5 mm, SLS liegt bei etwa ±0,3 mm.
Beim Spritzguss stehen praktisch alle Thermoplaste zur Auswahl, etwa PP, ABS, POM, PA6 und PC/ABS, einschließlich glasfaserverstärkter und flammhemmender Qualitäten. Die Materialauswahl für den 3D-Druck ist begrenzter.
Ja, und oft früher als erwartet. 3D-Druck ist häufig die naheliegende Wahl für Kleinserien. Doch bei funktionalen Teilen mit optischen Anforderungen ist er nicht zwangsläufig die günstigste Lösung.
Spritzguss für Kleinserien muss nicht mit hohen Werkzeugkosten einhergehen. Bei Idé-Pro sehen wir typischerweise, dass Spritzguss ab etwa 200 Teilen pro Jahr wettbewerbsfähiger wird als 3D-Druck, wenn das Werkzeug gezielt für diesen Zweck gefertigt wird.
Ob 3D-Druck oder Spritzguss die richtige Wahl für Ihr Teil ist, hängt von der Stückzahl, den Anforderungen an Oberfläche und Toleranzen sowie der Materialwahl ab. Idé-Pro unterstützt Sie bei der Produktentwicklung, fertigt die Werkzeuge selbst und verfügt über Messlabor und Produktion unter einem Dach.
Wir prüfen gerne, welches Fertigungsverfahren am besten zu Ihrem Teil passt. Senden Sie uns Ihre 3D-Datei für eine Einschätzung.
Ein Werkzeug für Kleinserien kostet in der Regel nur einen Bruchteil eines vollwertigen Serienwerkzeugs, da Materialwahl, Kavitätenzahl und Automatisierungsgrad an das tatsächliche Volumen angepasst werden. Prototypenwerkzeuge für den Spritzguss werden in der Regel aus Aluminium gefertigt, was sie günstig und schnell herstellbar macht.
In der Regel ab einer Woche, vom freigegebenen Design bis zu den ersten Teilen. Es kommt jedoch auf die Komplexität und Größe des jeweiligen Teils an, die individuell variieren.
Nein. Bei einem 3D-Drucker muss das Teil nicht aus einem Werkzeug entformbar sein, weshalb das Design in der Regel angepasst werden muss, etwa mit Entformungsschrägen, gleichmäßiger Wandstärke und Radien.
Prototypenwerkzeuge für den Spritzguss werden in der Regel aus Aluminium gefertigt, das schneller und günstiger zu bearbeiten ist als der vergütete oder gehärtete Stahl, der typischerweise für Serienwerkzeuge verwendet wird. Wir haben auch gute Erfahrungen mit Serienwerkzeugen aus Aluminium, die auf das jeweilige Volumen abgestimmt sind. Die Teile werden in beiden Fällen aus demselben Kunststoff gefertigt und verhalten sich daher gleich. Der Unterschied liegt in der Lebensdauer des Werkzeugs, nicht im Teil.
Ein Werkzeug liefert Schuss für Schuss dieselben Maße und sorgt so für eine hohe Wiederholgenauigkeit. 3D-gedruckte Teile variieren stärker von Teil zu Teil und von Druckauftrag zu Druckauftrag, da jedes Teil einzeln aufgebaut wird.