Feedstockprüfung sichert Qualität von Metall- und Keramikteilen

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Grundsätzlich ist eine schnelle Feedstock-Prüfung mit jedem Werkzeug möglich, zumal dafür keine Innendruckmessung notwendig ist. Am sinnvollsten ist jedoch der Einsatz einer vom Produktionsprozess unabhängig arbeitenden kleinen Spritzgießmaschine. Die Ausschussproduktion kann effizient verringert, die Herstellungskosten deutlich gesenkt werden.

Die Unterschiede zwischen verschiedenen Materialchargen lassen sich mit der steuerungsbasierenden Methodik von Arburg einfach und sicher ermitteln. Ein Rechenbeispiel verdeutlicht das Einsparpotenzial.

Voraussetzung für Bauteilanwendung ist eine kosteneffiziente Produktion

Für einen MIM-Batchofen ergibt sich bei einem Spritzteilgewicht von 8 g und dem Einsatz eines 316L-Feedstocks mit einem Kilopreis von durchschnittlich 22 Euro folgende Kostensituation für eine Bauteilcharge: Wird mit vier Kavitäten bei einer Zykluszeit von 30 s gearbeitet, sind 8,25 Produktionsstunden zur Füllung eines angenommenen Sinterofens erforderlich. Die Feedstockkosten bei einer Durchlaufzeit von 24 h betragen für eine Sinterfahrt rund 696 Euro.

Hinzu kommen die Betriebskosten für Entbinder und Sinteranlagen von circa 1200 Euro sowie die Betriebskosten der Spritzgießmaschine in Höhe von 123,75 Euro. Wird bei diesem Beispiel die Feedstockqualität nicht zuvor getestet, lässt sich die Bauteilcharge nicht mit 100% Sicherheit perfekt herstellen. So besteht die Gefahr, dass die Chargenkosten von 2019,75 Euro als Schlechtteilproduktion abgeschrieben werden müssen.

Fehlerhafte Chargen bei jedem Verfahren zu teuer

Ähnlich gestaltet sich das Resultat für einen CIM-Batchofen und ein gleiches Bauteilgewicht. Im Rechenbeispiel wird der Chargenofen mit Teilen aus ZrO2-Feedstock (Zirkonoxid, Kilopreis 120 Euro) bestückt. Bei vier Kavitäten und einer Zykluszeit von 30 s liegen die Feedstockkosten für eine Sinterfahrt bei rund 1420 Euro, die Betriebskosten für Entbinder und Sinteranlagen bei 900 Euro und die Betriebskosten für die Spritzgießmaschine bei 46,25 Euro. Die Gesamtkosten für einen Normdurchlauf liegen also bei 2366,25 Euro, die auch anfallen, falls die Charge fehlerhaft gefertigt ist.

Beide Rechenbeispiele belegen eindrucksvoll, dass sich die Anschaffung einer Spritzgießmaschine zu vorgelagerten Feedstock-Prüfzwecken innerhalb kürzester Zeit amortisiert, sobald dadurch sichergestellt ist, dass die Serienproduktion kontinuierlich in der notwendigen Qualität erfolgt.

Prüfen vor dem Pulverspritzgießen spart hohe Kosten ein

Der Bereich Pulverspritzguss von Arburg hat eine Prüfmethode für Feedstocks entwickelt, die maschinenbasierend einfach und schnell funktioniert – und somit wesentliche Kosteneinsparungen erzielt. Ein Chargentest vor Produktionsbeginn zeigt eindeutig, ob Parameterveränderungen für die zu verarbeitende Materialcharge vorgenommen werden müssen, damit die Produktion von Pulverspritzgieß-Teilen reibungslos vonstatten gehen kann.

Werden die ermittelten Daten über einen längeren Zeitraum gesammelt und abgeglichen, lassen sich daraus auch Bandbreiten für akzeptable Chargenschwankungen ohne Spritzgießparameteränderungen entwickeln. Für Chargen, die außerhalb dieser Bandbreite liegen, können dann neue Spritzparameter erarbeitet werden.

Hartmut Walcher ist zuständig für die anwendungstechnische Beratung PIM bei der Arburg GmbH + Co KG in 72286 Loßburg.

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