von Steigende Rohstoffkosten, höhere Energiepreise und wachsender Kostendruck führen dazu, dass viele Unternehmen ihre Fertigungsprozesse neu bewerten. In der Kunststoffverarbeitung gehört der Materialverbrauch zu den wichtigsten Faktoren für die späteren Herstellkosten.
Gleichzeitig wächst in vielen Branchen der Wunsch nach leichteren Bauteilen und einer geringeren Belastung von Maschinen und Werkzeugen. Aus diesem Grund rücken Verfahren aus dem Bereich des Schaumspritzgusses stärker in den Fokus.
Kurzfassung
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Welche Herausforderungen viele Serienfertiger beschäftigen
In der Serienproduktion wirken sich steigende Materialpreise direkt auf die Wirtschaftlichkeit aus. Hinzu kommen längere Zykluszeiten, hohe Schließkräfte sowie der steigende Druck, Rohstoffe und Energie möglichst sparsam einzusetzen.
Vor allem bei komplexen Bauteilen stoßen klassische Fertigungsverfahren teilweise an ihre Grenzen. Gleichzeitig müssen Unternehmen ihre Produktionskosten im Blick behalten und bestehende Anlagen möglichst wirtschaftlich nutzen.
Für welche Anwendungen sich das Verfahren eignet
Nicht jedes Kunststoffteil profitiert gleichermaßen vom physikalischen Schäumen. Besonders interessant ist der Einsatz bei:
- hohen Produktionsmengen,
- materialintensiven Bauteilen,
- komplexen Geometrien,
- Anwendungen mit hohem Kostendruck,
- Maschinen mit hoher Auslastung.
Je größer die Stückzahl ausfällt, desto deutlicher können sich selbst kleine Materialeinsparungen auf die Gesamtkosten auswirken.
Branchen wie die Automobilindustrie, Elektrotechnik, Haushaltsgeräte oder Verpackungstechnik nutzen entsprechende Verfahren deshalb bereits seit Jahren.
Wie MuCell-Spritzguss funktioniert
Beim MuCell-Spritzguss wird ein überkritisches Fluid in die Kunststoffschmelze eingebracht. Häufig kommen dafür Stickstoff oder Kohlendioxid zum Einsatz. Während des Einspritzvorgangs entsteht im Inneren des Bauteils eine feine Schaumstruktur, die Bauteiloberfläche bleibt kompakt und geschlossen. .
Dadurch lässt sich das gleiche Bauteilvolumen mit weniger Material herstellen. Gleichzeitig verändert sich die Druckverteilung innerhalb des Werkzeugs.
Das Verfahren gehört zum Bereich des physikalischen Schaumspritzgießens und wird vor allem bei thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt.
Welche Auswirkungen sich auf die Produktion ergeben können
Die Kostenvorteile ergeben sich aus dem Zusammenspiel von geringerem Materialverbrauch, niedrigeren Schließkräften und kürzeren Zykluszeiten.
Reduzierter Materialverbrauch
Durch die innere Zellstruktur sinkt häufig das Gewicht des Bauteils. Das kann den Rohstoffbedarf verringern.
Geringere Schließkräfte
Der Druck im Werkzeug fällt niedriger aus. Dadurch werden Maschinen und Werkzeuge entlastet.
Kürzere Zykluszeiten
Unter bestimmten Voraussetzungen lassen sich einzelne Prozessschritte beschleunigen. Dies kann die Produktivität erhöhen.
Verbesserte Bauteileigenschaften
Bei komplexen Geometrien können Einfallstellen oder Verzug reduziert werden. Dadurch lassen sich bestimmte Anforderungen an die Formstabilität besser erfüllen.
Warum eine schrittweise Einführung sinnvoll ist
Neue Fertigungstechnologien werden selten unmittelbar in den Serienbetrieb übernommen. Häufig erfolgt zunächst eine Analyse bestehender Bauteile. Anschließend werden Werkzeugauslegung, Materialverhalten und Prozessparameter geprüft.
Erst nach entsprechenden Tests und Bemusterungen zeigt sich, ob die gewünschten Eigenschaften unter realen Produktionsbedingungen erreicht werden können.
Eine schrittweise Vorgehensweise trägt dazu bei, technische Risiken frühzeitig zu erkennen und Erfahrungen mit dem Verfahren zu sammeln.
Welche Vorbehalte häufig bestehen
Viele Unternehmen gehen zunächst davon aus, dass entsprechende Technologien nur für spezielle Anwendungen geeignet sind oder einen sehr hohen Anpassungsaufwand erfordern.
In der Praxis zeigt sich jedoch, dass zahlreiche Faktoren erst nach einer technischen Bewertung zuverlässig eingeschätzt werden können. Deshalb sollte die Entscheidung immer auf Grundlage der jeweiligen Bauteile, Materialien und Produktionsbedingungen getroffen werden.
Fazit
Der Materialverbrauch zählt zu den wichtigsten Kostenfaktoren in der Kunststoffverarbeitung. Verfahren aus dem Bereich des Schaumspritzgießens können dazu beitragen, Gewicht, Rohstoffbedarf und teilweise auch die Belastung von Maschinen zu reduzieren.
Ob sich der Einsatz wirtschaftlich lohnt, hängt jedoch immer von mehreren Faktoren ab. Stückzahlen, Bauteilgeometrie und Materialeigenschaften sollten gemeinsam betrachtet werden.
Gerade bei Serienbauteilen kann eine frühzeitige technische Prüfung dabei helfen, mögliche Einsparpotenziale realistisch einzuschätzen und die Auswirkungen auf den späteren Produktionsprozess besser zu bewerten.
