Dankzij geavanceerde productietechnologie zijn spiutgietonderdelen veelzijdige en goedkope seriële componenten. Om aan deze eisen te voldoen, worden er hoge eisen gesteld aan de constructie van componenten. Een essentieel basisprincipe zijn lage en vooral gelijkmatige wanddiktes. Dit basisprincipe leid meestal tot complexe geometrieen en wegens componentstabiliteit tot verripping. Probleemgebieden in het spuitgietdeel.

Ontwerpideen mislukken omdat ze onderling verschillende wanddiktes, materiaalophopingen of ribben vereisen. Met dure matrijstechnologie kunnen materiaalophopingen verdrongen worden. Dit verhoogt de complexiteit en de winstgevendheid loont niet langer voor kleine en middelgrote series.

Dit wordt versterkt door de anisotropie in gevulde materialen. De oriëntatie van de vulvezels werkt hierdoor als een versterker bij het vervormingsproces. Dit is sterkt van invloed op de vorm- en plaatstolerantie van het onderdeel.

Dit probleem wordt door de TSG-techniek opgelost. De door Thermoplastisch Schuimgieten (TSG) geproduceerde onderdelen laten een verregaand compacte structuur zien, geëxpandeerd door ca. 3 tot 5% drijfmiddel. Hierdoor worden krimpverschillen in het spuitgietdeel gecompenseerd en blijven de speciale eigenschappen van het materiaal behouden. Dat brengt voor de constructie van het onderdeel doorslaggevende voordelen en ontwerpvrijheid.

Productdelen die via TSG-techniek zijn vervaardigd, hebben een verregaand gebalanceerd spanningsveld. De gebruikelijke nadrukfase tijdens het spuitgietproces vervalt en daarmee ook de tot 1000 bar hoge druk, waarbij spanningen in het component veroorzaakt en ingevroren worden. Compensatie van krimp bij TSG vindt homogeen plaats uit de smelt, uit eigen interne kracht en op alle punten gelijk.

Voor kleine en middelgrote hoeveelheden staat het TSG-proces in totale samenhang, van idee tot aan het functionerende onderdeel, zeer ver voor. Kleine precieze onderdelen in het gewichtsbereik van één gram tot stabiele nauwkeurig passende componenten in het maatbereik van 2000 mm en een gewicht van 20 kg worden vaak zonder alternatief op de markt toegepast. Aan de eisen wordt op functionele wijze voldaan en het TSG-vormdeel toont de benodigde substantie.

Een groter componentvolume verhoogt het gebruik van materialen en cyclustijden, wat tot uiting komt in een hogere prijs voor het onderdeel.

De voordelen van thermoplastisch schuimgegoten componenten in een oogopslag:

• lage vervorming componentgeometrie
• breed scala inzetbare thermoplasten
• ontwerpvrijheid bij constructie componenten
• weinig tot geen zichtbare invalplekken
• uitstekende pasvorm onderlingen componenten
• zeer hoge reproduceerbaarheid
• lage investeringskosten door goedkope matrijzen

De verticale intergratie van een leverancier beschrijft hoeveel werkstappen er nodig zijn om een product te produceren en hoeveel daarvan in eigen beheer plaatvinden.

In de afgelopen jaren is er een structurele verandering geweest die heeft geleid tot een gestage vermindering van het verticale intergratie. De tegenovergestelde trend is duidelijk voor leveranciers, waar de factoren van klantspecifieke productie, kleine partijgroottes en hoge kwaliteitseisen bepalend zijn voor een diepgaande service die zo ver mogelijk in de processen van de klant past.

Toe gevoegde waarde is, minder risico op kennisverlies, meer flexibiliteit in productie en de onafhankelijkheid zijn de voordelen die dergelijke bedrijven ontlenen aan deze trendgerichte strategie. De verantwoordelijkheid bij één leverancier en eenvoudige inkoopprocessen zijn de voordelen voor de klant.

De basis van het concept is dat de proces- en kwaliteitsrelevante gereedschappen en halffabrikaat in één bedrijf worden vervaardigd. Om de klant uiteindelijk alles vanuit één leverancier te kunnen voorzien, zijn universele apparatuur en speciale kennis van medewerkers vereist.

De optimale verticale intergratie van een leverancier is moeilijk te bepalen en de beschreven voordelen ontwikkelen zich pas wanneer voldoende processtappen zijn geïmplementeerd. Anderzijds kan het verticale fabricagebereik zich alleen uitstrekken voor zover het regelmatig wordt gebruikt. Anders raakt de economische levensvatbaarheid van het systeem onevenwichtig en creëren onervaren processen kwaliteitsrisico's.

Een voorbeeld van een middelgrote kunststofprocessor met een hoog niveau van verticale integratie, een procesketen is als volgt:

Component ontwikkeling

De klant heeft alle toegang tot de knowhow van de leverancier in de ontwikkelingsfase om het technisch en economisch meest geschikte productieproces te bepalen, de juiste materiaalkeuze te maken en uiteindelijk het onderdeel te ontwerpen dat geschikt is voor het materiaal. De applicatietechnici van de leverancier kunnen hun ervaring gebruiken om te herkennen of ideeën technische problemen met zich meebrengen of de productie onevenredig duurder maken.

Gereedschapontwerp

De overgang van de eerste naar de tweede processtap is vloeiend en de componenttekening wordt in dialoog gemaakt. Nadat dit is gevalideerd, nemen de gereedschapsontwerpers het spuitgietgereedschap over en ontwikkelden het op basis van hun ervaring, inclusief de matrijzenbouw en de spuitgietafdeling.

Matrijs

Planning van de grondstof tot het individuele onderdeel in 3D-formaat leidt tot productieve gereedschapsproductie met een korte doorlooptijd en een betrouwbare levertijd. De nauwe samenwerking in de ontwikkelings- en constructiefase leidt tot een doelgerichte en rechtmatige implementatie binnen de matrijs.

Bemonsteren

Eerste bemonstering is een essentiële mijlpaal in de productieketen. Controle en de documentatie vereisen geschikte testapparatuur en CNC-meetmachines. De verkregen meet- en testresultaten kunnen resulteren in een behoefte aan optimalisatie, die snel kan worden geïmplementeerd doordat er een eigen matrijzenbouw aanwezig is.

Formaatdelen

Wanneer monsters worden genomen en in de matrijs worden uitgevoerd, worden de vastgestelde instellingsgegevens het basisraamwerk van serieproductie. Met de productie van de nulserie zijn deze parameters verfijnd, vooral met betrekking tot het rendement. Uiteindelijk is er een stabiel proces voor alle volgende serieproductie.

Verspanende nabewerking

In het geval van kleine series wordt dit proces vaak gekozen uit kosten overweging. Contouren onder een hoek ten opzichte van de vormrichting of wijzigingen aan het onderdeel voor een extra variant kunnen goedkoop op het onbewerkte deel worden bewerkt en de investeringskosten voor de matrijzen verlagen.

Afscherming

Om een ​​statische lading af te leiden, wordt het materiaal of de component aangepast. Dit zijn kunststoffen gevuld met roet of grafiet of het toepassen van een elektrisch geleidend oppervlak doormiddel van galvanische coating en geleidende lakken op metaalbasis.

Lakken

Zelfs als vorm en onbewerkte onderdelen worden gedefinieerd als de belangrijkste componenten, is schilderen een belangrijke productiestap.Het uitgangspunt voor hoogwaardige verf is de voorbereiding van het onbewerkte onderdeel door ervaren ambachtslieden en robots. Daarna wordt het schilderen, afhankelijk van de eisen van de klant, uitgevoerd in een soepele of gestructureerde versie. Verschillende bewerkingen zijn hier vereist, variërend van het schuren van het gespoten oppervlak over de primer tot de toplaag en de op[gezette structuur.

Bedrukken

De laatste optie in de afwerkingsfase is het bedrukken, in het geval van gelakte oppervlakken, letters en symbolen met tampon of zeefdrukken.

 

Hieruit blijkt dat met complexe componenten, in elkaar grijpende ontwikkeling en productie met een hoog prestatieniveau onder één dak opmerkelijke synergievoordelen bieden voor alle betrokkenen.