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Die richtige Wahl treffen

3D-Druck und Spritzguss bei der Kunststoffverarbeitung im Vergleich

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Oberflächenbeschaffenheit und Qualitätssicherung

Im Spritzguss werden, wie gesagt, Teile in einem Arbeitsgang aus der Schmelze gespritzt, wodurch eine glatte Oberfläche entsteht – je nachdem, wie die Oberfläche der Kavität strukturiert oder poliert ist. Aber die Oberfläche von 3D-Druck-Teilen ist im Regelfall wegen des schichtartigen Aufbaus der Wände nicht so glatt, wie es die von Spritzgussteilen sein können. Beim Spritzgießen sind auch die Maschineneinstellungen und die Prozessparameter bekannt und können sehr gut überwacht werden (beispielsweise die Temperatur der Schmelze).

In Sachen Qualitätssicherung setzt RKT meist auf die statistische Versuchsplanung wie DOE (Design of Experiment), um die Bandbreite der für die Produktion zulässigen Spritzparameter im Hinblick auf die Qualitätsanforderungen zu definieren. Aufgrund dieser Vorgehensweise bei der Bestimmung der Prozessparameter haben alle Spritzgussteile einer Produktion quasi die gleichen mechanisch-physikalischen Eigenschaften. Und die Maße dieser Kunststoffteile weisen eine sehr geringe Schwankungsbreite auf.

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Beim 3D-Druck ist es wiederum schwierig, Fertigungsparameter und Einzelheiten der Teilequalität zu überprüfen und auch noch nachzuweisen. Hochwertige 3D-Druck-Teile werden deshalb häufig mit Röntgenstrahlen durchleuchtet und so auf Fehlstellen überprüft. Daraus lassen sich jedoch nur bedingt Rückschlüsse auf die mechanisch-physikalischen Eigenschaften ziehen. In Einzelfällen müssten spezielle Verfahren definiert werden, um zu prüfen, ob gedruckte Kunststoffteile die vorgegebene Qualitätsanforderungen erfüllen.

So ergänzt der 3D-Druck das Spritzgießen

Der Blick auf die Fertigungszeiten sowie die Materialkosten, die für ein Teil nötig sind, lässt erkennen, dass 3D-Druck-Verfahren für eine Massenproduktion nicht ideal sind. Sie sind deshalb auch keine Alternative zum Spritzguss, wohl aber eine interessante Ergänzung. Im 3D-Druck lassen sich, wie erwähnt, Teile fertigen, die per Spritzgießmaschine nur schwer oder überhaupt nicht herstellbar sind. Mit dem 3D-Druck ist es aber möglich, rasch und günstig Prototypen herzustellen, was Entwicklungsprozesse beschleunigt. Außerdem lassen sich innerhalb kurzer Zeit und mit großer Flexibilität Muster von Teilen herstellen, die später in großen Mengen spritzgegossen werden. Genauso ist es möglich, für Studien- und Anschauungszwecke die Geometrie und Struktur von Teilen individuell zu verändern, oder Teile, die im Original winzig klein sind, stark vergrößert darzustellen. Für derartige Aufgaben muss nicht einmal derselbe Kunststoff verwendet werden, der für die späteren Spritzgussteile vorgesehen ist.

Schlussfolgerungen und Fazit

Während also per Spritzguss immer gleiche Teile in großen Mengen entstehen, ist beim 3D-Druck jedes Teil individuell gestaltet. Der 3D-Druck respektive die additive Fertigung hat also dann eine Berechtigung, wenn es um Individualität von Bauteilen geht. Die Wahl zwischen Spritzguss und 3D-Druck hängt folglich von den spezifischen Anforderungen und Randbedingungen eines Projekts ab. Für eine Massenproduktion ist Spritzguss meist die bessere Wahl.

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