Die Kosten des Spritzgießens verstehen

27. Januar 2020 | richard | Spritzgießen

Wie viel kostet das Spritzgießen? Wir von MSI möchten, dass Sie die Kosten des Spritzgießens besser verstehen. In unserem Blogbeitrag unten haben wir die verschiedenen Kostenfaktoren im Zusammenhang mit dem Kunststoffspritzguss aufgeschlüsselt.

Die Kosten für die Herstellung von Spritzgussteilen lassen sich in zwei Kategorien unterteilen. Die erste Kategorie sind die einmaligen Kosten für das Spritzgießwerkzeug, die zweite Kategorie sind die Kosten für die Herstellung Ihrer Produktionsteile.

Spritzgießkosten

Komplexität des Teils

Der wichtigste Faktor für die Werkzeugkosten eines Kunststoffformteils ist die Komplexität des Teils. Spritzgussteile mit vielen scharfen Ecken, dünnen Rippen oder Hinterschneidungen sind in der Regel teurer in der Herstellung von Werkzeugen.

Wenn die scharfen Ecken die Verwendung eines runden Fräsers für die Bearbeitung der Formmerkmale verhindern, ist ein sekundäres Bearbeitungsverfahren erforderlich, das EDM-Verfahren. Ebenso können Rippenmerkmale, die tiefer als 1/2 Zoll und dünner als 1/16 Zoll in die Form hinein bearbeitet werden müssen, eine sekundäre EDM-Bearbeitung erfordern.

Unterschnittene Merkmale an Kunststoffteilkonstruktionen erhöhen immer die Kosten der Kunststoffspritzgussformen. Hinterschneidungen erzwingen Kosten für die Konstruktionszeit der Form und die Bearbeitungszeit. Außerdem kann es vorkommen, dass die Gesamtgröße der Form größer werden muss, um den Platz für die „Seiteneffekte“ (bewegliche Teile), die die Hinterschneidungen bilden, unterzubringen.

Formenbau

Es gibt viele verschiedene Methoden des Spritzgussformenbaus für unendlich viele verschiedene Teileformen und viele verschiedene Gründe, warum sie alle einen Platz in der Spritzgussindustrie haben. Für den grundlegenden Spritzgießformenbau lassen sie sich jedoch in zwei Gruppen einteilen: „Einsatzformen“ und „freistehende Formen“. Besuchen Sie unsere Seite über Spritzgießformen, um ein gutes Verständnis der beiden Gruppen zu erlangen.

In jeder Gruppe gibt es Hunderte von verschiedenen Stilen, Größen und Komplexitäten in der Industrie, aber von einem allgemeinen Kostenstandpunkt aus gesehen kosten Einsatzformen deutlich weniger als freistehende Formen.

In der Konstruktion einer Form gibt es viele verschiedene Arten von Seiteneingriffen, wie oben erwähnt, die verwendet werden, um Kunststoffteile mit Hinterschneidungen während des Teileauswurfs zu lösen. Die kostengünstigste Methode der Seitenführung, die auch von vielen unserer Konkurrenten verwendet wird, wird in unserer Branche häufig als „Handlast“ bezeichnet. Handladungen sind lose Teile der Form, die mit dem Teil aus der Form ausgeworfen werden und bei jedem Gießzyklus von einer Person manuell vom Teil entfernt und wieder in die Form eingelegt werden müssen.

Handladungen sind eine kostengünstige Werkzeugoption, um mit hinterschnittenen Teilemerkmalen in der Form umzugehen, aber sie erhöhen die Teilekosten und können zu einer uneinheitlichen Teilequalität führen. Bei MSI bevorzugen wir „automatische“ Seiteneingriffe in unseren Formen, weil sie einen schnelleren und gleichmäßigeren Spritzgießprozess ermöglichen, der unseren Kunden bessere Teile zu niedrigeren Kosten liefert.

Spritzgießformen mit automatischen Seiteneingriffen sind in der Herstellung teurer als Formen mit manueller Beladung, aber bei Produktionsmengen von mehr als ein paar hundert Stück machen die Einsparungen bei den Teilekosten die zusätzlichen Kosten für den Bau der Form im Allgemeinen wieder wett.

Anzahl der Teilekavitäten

Die Anzahl der Teilekavitäten in der Form wirkt sich direkt auf den Preis der Form aus. Teile, die nur eine geringe Anzahl von Teilen pro Kundenauftrag erfordern, werden als 1-Kavitäten-Werkzeug gebaut, um nur ein Teil pro Maschinenzyklus zu produzieren, und Teile mit einer hohen Anzahl von Teilen pro Kundenauftrag können als 2-, 4- oder 8-Kavitäten-Werkzeug gebaut werden, das mehrere Teile pro Maschinenzyklus produziert.

Mehrkavitätenwerkzeuge sind sicherlich teurer als Einzelkavitätenwerkzeuge, aber bedenken Sie, dass die Teilepreise in einem umgekehrten Verhältnis zu den Werkzeugkosten stehen, wenn man die Kavitation der Form und die Gesamtkosten des Projekts berücksichtigt.

Teilegröße

Der vielleicht am einfachsten zu verstehende Faktor für die Werkzeugkosten ist die Beziehung zwischen Teilegröße und Werkzeugkosten, da die Größe eines Kunststoffteils direkt mit der für die Herstellung des Teils erforderlichen Werkzeuggröße zusammenhängt. Daraus folgt auch, dass größere Formen mehr Platz im Gebäude, größere und teurere CNC-Maschinen und Ausrüstungen für die Bearbeitung usw. erfordern.

In einigen Fällen kann es jedoch zu einer Überschneidung der Kosten-Größen-Beziehung kommen. Zum Beispiel kann eine kleine Spritzgussform mit einem sehr komplexen Design manchmal mehr kosten als eine größere Spritzgussform mit einem sehr einfachen Design.

Kosten für Formteile

Materialauswahl und Teilegewicht,

Die Auswahl des Kunststoffmaterials, das Sie für Ihr Kunststoffteil treffen, ist nicht nur entscheidend für die Funktion des Teils, sondern spielt auch eine große Rolle bei den Herstellungskosten. Die Kosten für Kunststoff-Rohmaterial können zwischen 1 $ pro Pfund und 25 $ pro Pfund liegen. Daher sollte bei der Konstruktion von Kunststoffteilen darauf geachtet werden, dass das Gewicht des Teils so gering wie möglich ist.

Die Wahl des richtigen Kunststofftyps kann auch dazu beitragen, die Zykluszeiten oder Produktionsraten Ihrer Teile zu verkürzen und so die Gesamtkosten zu senken. Bei kleinen Teilen wirken sich die Materialkosten nur geringfügig auf den Stückpreis aus, während die Produktionsrate einen großen Einfluss hat. Bei größeren, schwereren Teilen haben die Materialkosten einen großen Einfluss auf den Stückpreis und die Produktionsrate.

$ Materialkosten = $ Kunststoffpreis x Teilegewicht lbs

Zykluszeit und Formnester

„Zykluszeit“ ist ein Begriff, der in unserer Branche sowohl für das Spritzgießen als auch für die CNC-Bearbeitung verwendet wird. Einfach ausgedrückt ist es die Zeit, die eine Maschine benötigt, um einen Produktionszyklus abzuschließen. Die Gesamtzykluszeit beim Spritzgießen setzt sich aus den folgenden Schritten zusammen:

• Schließzeit der Form
• Füllzeit der Spritzgießform
• Pack-/Haltezeit der Spritzgießform
• Kühlzeit
• Öffnungszeit der Form
• Ausstoß- oder Entnahmezeit der Teile
• RücklaufzeitZykluszeit (die nur gilt, wenn die Teile im halbautomatischen Modus mit einem Maschinenbediener hergestellt werden müssen)

Wie hängt also die Zykluszeit mit den Teilekosten zusammen? Lassen Sie uns die Hauptquellen der nicht materialbezogenen Kosten beim Spritzgießen erörtern.

Nicht materialbezogene Kosten

Beginnen wir mit den Maschinen und Anlagen. Die heutigen Hightech-Servo-Spritzgießmaschinen sind sehr teuer. Die Tonnage der Maschine und die dazugehörige Ausrüstung bestimmen die Gesamtinvestition, die für den Produktionsbetrieb erforderlich ist. Maschinen mit kleiner Tonnage werden für kleine Formen und kleine Teile verwendet, während Maschinen mit großer Tonnage für große Formen mit großen Teilen benötigt werden.

Selbst eine kleine Spritzgießmaschine kostet zusammen mit der dazugehörigen Ausrüstung fast 100.000 Dollar, während sehr große Maschinen Millionen von Dollar kosten. Daraus folgt auch, dass die Maschinen einen begrenzten effektiven Lebenszyklus haben, weil sie sich abnutzen und im Laufe der Zeit ihren technologischen Vorsprung gegenüber neueren Technologien verlieren, so wie alles heutzutage. Wenn man weiß, dass die Kosten aus der Kapitalinvestition ($) in die Maschinen geteilt durch ihre effektive Lebensdauer (Zeit) bestehen, ist es leicht zu verstehen, dass dies zu den stündlichen Betriebskosten der Ausrüstung führt.

Zusätzlich zu den oben erörterten Kapitalkosten für die Ausrüstung gibt es eine Kombination aus fixen und variablen Kosten, wie z. B. einen Faktor für die Miete der Produktionsräume, den Stromverbrauch usw. Durch einfache Mathematik lassen sich diese Kosten auch sehr leicht auf die stündlichen Betriebskosten herunterbrechen.

Die Summe aller nicht-materialbezogenen stündlichen Kosten kombiniert und mit einer Gewinnspanne berechnet ergibt das, was in unserer Branche als „Maschinensatz“ bekannt ist.

Schließlich werden die einfachen, nicht-materialbezogenen Kosten eines Spritzgussteils durch die Zykluszeit bestimmt:

Die Anzahl der produzierten Einheiten pro Stunde = (3600 Sek./Zykluszeit Sek.) x Anzahl der Formkavitäten

$ Kosten des Nicht-Materialteils = $ Maschinentarif pro Stunde / Anzahl der produzierten Einheiten pro Stunde

Da die Maschinentarife in der gesamten Spritzgießindustrie sehr wettbewerbsfähig sind, sind die Zykluszeit und die Anzahl der Kavitäten in der Form zwei wichtige Bestimmungsfaktoren für die Gesamtkosten eines Kunststoffformteils.

Verpackung und Extras

Zwei weitere Punkte, die einen großen Einfluss auf den Preis eines Formteils haben können, sind Verpackung und zusätzliche Arbeitsgänge. Häufig geforderte Artikel wie die folgenden können die Kosten für Spritzgussteile erhöhen:

• Schichtverpackung
• Zellverpackung
• Polybeutelverpackung
• Einzelhandelsverpackung
• Beschichtung
• Beschichtung
• Tampondruck
• Sekundärbearbeitung

Spritzgusskosten

Alle diese Faktoren zusammengenommen machen die Kosten für Ihr Projekt beim Spritzguss aus. Rufen Sie uns noch heute an oder schicken Sie uns eine E-Mail, um mit einem unserer Vertriebsingenieure zu sprechen!