Kostenkalkulation Spritzguss

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    • Kostenkalkulation Spritzguss

      Hallo liebe Experten,

      gerade sonderiere ich für meine Maschinenbau Masterarbeit, ob ich den Aspekt der Fertigungskosten eines Bauteil-Konzepts (Gehäuse einer Starterbatterie) aufnehme. Vermutlich ist Spritzguss das geeignetste Fertigungsverfahren.
      Mir bekannte Richtlinien, wie bsp. die VDI 2225 liefern mir keine konkrete Antwort und die Konstruktionsbücher finde ich zu qualitativ in ihren Aussagen. Cent-genau will ich nicht abschätzen, aber ob ich hier eher bei 5€ oder 10€ bin und welchen Einfluss die Stückzahl hat, würde mich interessieren. Gerne auch Hinweise zu anderen Fertigungsverfahren.

      Mir wurde das Teilekosten-Tool für Spritzguss auf dieser Seite empfohlen. Hat jemand Quellen zu Referenzen/Literaturempfehlungen, die eine grobe Kostenabschätzung über die Stückzahl ermöglichen bzw. gibt es Erläuterungen zu dem Tool bei denen ich starte kann? (Aktuell sehe ich nicht, ob ich die Standard-Werte für meine Anwendung belassen kann)

      Danke vorab
      Florian

      Derartige Zusammenhänge suche ich: formlabs.com/de/blog/leitfaden…n%20Herstellungsverfahren
      Das basiert vermutlich auf Kalpakjian, Serope; Schmid, Steven. Manufacturing Processes for Engineering Materials
    • Vielen Dank, 03 1010.

      Die Beiträge habe ich alle gelesen. Gibt es denn einen Ratgeber eines Maschinen-Herstellers oder ein Buch, das du empfehlen würdest?
      Die Komplexität ist mir bewusst. Die Annahmen in dem Tool und deren Verschachtelung kann ich schwer einschätzen.

      Ein Beispiel, was recht weit oben in dem Tool kommt:
      Das Investment in die Maschine scheint (vereinfacht) insbesondere von der erforderlichen Schließkraft abzuhängen und diese von der projizierten Fläche. Baue ich mehr in die Höhe bzw. kippe das Bauteil bei der Fertigung würde sich diese reduzieren.
      Jetzt rate ich aber schonmal, dass das sich dann zB. die Prozesszeit verlängert und damit der Zyklus verschiebt.


      Wenn ich es herunter breche, können im Wesentlichen für meine Abschätzung (s. Bild)
      • ein großer (mit einer innenliegenden Rippe)
      • und ein kleiner Kasten
        • beide unten offen, dienen. Wandstärke 2,5mm.
      • sowie zwei Platten, um die Kästen jeweils zu schließen
      • und eine Montageplatte dienen
      Komplizierter würde ich es für die Kosten gar nicht betrachten. Verrundungen, Ausparung für Montage, Befestigungen, Pole und weitere Details würde ich für die Fertigung im Konzept nicht berücksichtigen.



      Vielleicht gibt es ja auch Statistiken, die Kosten/Stückzahl über Bauteilgewicht für einfache Geometrien aufzeigen. Das wäre für die erste Näherung ja auch aufschlussreich, um Fertigungsverfahren auszuwählen.
      Wenn deratige Grobabschätzungen nicht ohne Zugang zu firmeninternen Daten möglich sind, kann ich das Thema ja noch ausklammern und dann beispielsweise nur ein repräsentatives Angebot in die Thesis aufnehmen. Ich denke, aber das sich in den letzten Jahrzehnten da gewiss schon einmal jemand öffentlich Gedanken gemacht hat, worauf man aufsetzen kann.

      Vielen Dank für deine Unterstützung
      Florian

      PS
      Ich war auch mal ein Bahner
      Dateien
      • Skizze.jpg

        (192,37 kB, 22 mal heruntergeladen, zuletzt: )
    • eine Quelle kann ich dir leider nicht nennen, aber entscheidene Einflussfaktoren sind:

      1. Stückzahl - die ist das A und O und kann die Kosten um den Faktor 5 und mehr variieren

      2. Komplexität und Größe des Werkzeugs:
      - kann man die Teile mit einem einfachen Auf-Zu-Werkzeug herstellen oder braucht es Schieber, Kerne etc.
      - 1 Einzelwerkzeug pro Teil oder jeweils pro Kiste ein Familienwerkzeug aus dem die Teile A und B oder A und C zugleich fallen
      - bei hohen Stückzahlen: eine Kavität deines Produktes oder mehrere Teile pro Schuss?
      - Temperierung, hängt stark vom Werkstoff ab
      - Heißkanal? Sensorik?

      3. Werkstoff
      - Spritztemperatur -> Kühlzeit
      - korrosives Material?
      - Hochtemperaturmaterial -> Öltemperierung

      4. Spritzgussmaschine
      - ergibt sich zusammen mit der Größe des Bauteils aus den o.g. Punkten
      - Temperiergeräte
      - Handling-System ja/nein?

      5. Energie- und Wasserverbrauch

      6. Lohn- und Nebenkosten
      - Produktion in Deutschland oder Malaysia?

      Eigentlich ist deine einzige Chance, die reinen Stückkosten (Material, Zeit) pro Teil recht präzise zu bestimmen, pauschalen für Stundensätze (Maschine+Mensch+Nebenkosten) anzunehmen und die Investitionssumme für das oder die Werkzeuge (+Peripherie) durch deine Stückzahl zu teilen

      Bei einem Automotive-Teil mit Stückzahlen im 100000-bis-Mio-Stück-Bereich wirst du aber tatsächlich mit Spritzguss als Prozess am besten "fahren"
    • huddl schrieb:

      Also bei einfacheren Bauteilen wie Kiste oder Deckel kann man das grob sagen, Materialkosten x2 gleich Teilepreis.
      nein.
      habe ich ein Bauteil mit 1,7g aus einem PP ist der Materialpreis verschwindend gering.
      Spritze ich ein 650g-Bauteil aus einem teuren, technischen (oder gar Hochleistungs-)Kunststoff, evtl. noch mit Zulassung für Medizin-Technik, sieht das ganz, ganz anders aus.
      Auch ist es ein riesiger Unterschied, ob du mit einem Werkzeug für 100000 € eine Stückzahl von 50.000, 50.0000 oder 5.000.000 herstellst (2€, 0,20€, 0,02€ pro Teil!)
    • 03 1010 schrieb:

      huddl schrieb:

      Also bei einfacheren Bauteilen wie Kiste oder Deckel kann man das grob sagen, Materialkosten x2 gleich Teilepreis.
      nein.habe ich ein Bauteil mit 1,7g aus einem PP ist der Materialpreis verschwindend gering.
      Spritze ich ein 650g-Bauteil aus einem teuren, technischen (oder gar Hochleistungs-)Kunststoff, evtl. noch mit Zulassung für Medizin-Technik, sieht das ganz, ganz anders aus.
      Auch ist es ein riesiger Unterschied, ob du mit einem Werkzeug für 100000 € eine Stückzahl von 50.000, 50.0000 oder 5.000.000 herstellst (2€, 0,20€, 0,02€ pro Teil!)
      Ich habe ja geschrieben bei einfacheren Teilen. Und das Teilegewicht ist ja auch eher zweitrangig, da bei kleineren Gewicht auch die Maschine entsprechend kleiner ist.

      Werkzeugpreis ist für mich im Teilepreis nicht drin, habe ich vielleicht nicht klar geschrieben. Das ist dann natürlich nur der Spritzpreis.
    • Vielen Dank, euch beiden!
      Verzeiht meine Verzögerung - die Forenmitteilung war im Spam-Ordner untergegangen und dann rückten die Corona-Klausuren schon an. Ich habe nebenbei in meinen bestellten Büchern recherchiert und komme zu folgenden konkreten Punkten.

      Grob würde ich die -Kosten in:
      • Material-
      • Werkzeug-
      • Fix- (inkl. Energie- und Wasserverbrauch)
      • Kapital-
      • Arbeits- (inkl. Logistik)
      • ggf Zusatz- für nachfolgende Schritte, die der Spritzguss bedingt
      einteilen. Ausschließlich sollte sich die Arbeit nicht mit den Kosten befassen, aber ein Dutzend Seiten würde ich den Spritzgießkosten spendieren. Mein Ziel bleibt weiterhin ca. 0,5-€-genau abzsuchätzen, um Konzepte zu bewerten. Die Cents (auch wenn die bei den Stückzahlen wichtig sind, würde ich vernachlässigen).

      Bei Werkzeugkosten sehe ich meinen größten Bedarf - das ist dein 2. und 4. Punkt (Komplexität und Größe des Werkzeugs & Spritzgussmaschine). Das fällt mir sehr schwer zu beurteilen. Material ist weniger kritisch.
      Aus meiner Sicht muss ich mir folgende Gedanken beim Spritzguss machen (Bauteildimensionen stehen noch nicht ganz fest):

      1. Woher weiß ich, was ich für eine Kavität brauche (Toleranzen, Oberflächengüte, etc. vernachlässigt)? Wie hoch sind die zu erwartenden Ausgaben für eine Kavität? (In Zusammenspiel mit der Maschinengröße zahlen hier sicherlich auch Skaleneffekte ein, wenn ich mehrere Kavitäten fertige und parallelisere)
      2. Wie ermittel ich, ob meine Form eines oder mehrer Kerne bedarf?
      3. Ist das Schussgewicht (etwa) gleich Bauteilgewicht zzgl. Anguß? Oder tritt hier weiterer nennenswerter Verlust auf?
      4. Ist die Frage nach Kühlen bzw. Beheizen nur vom Material abhängig? Welches Material ist am dankbarsten hinsichtlich der Fertigung? Wie verhält sich PP/PE?
      5. In dem Tool sind 103.900€ als Invest für die 800kN-Maschine hinterlegt. Ist das eine brauchbare Baseline? (hier würde ich mich ggf an die Hersteller selber wenden)
      6. Die Zykluszeit setzt sich aus Einspritz-, Korrektur-, Kühl, Trocken und Zusatzzeit zusammen. Für die Kühlzeit habe ich eine Abschätzung gefunden - woraus folgen die anderen?
      Gerne nur Hinweise auf Effekte/Hersteller/Schlagworte, dann recherchiere ich weiter :)

      Wer sich auch dafür interessiert, könnte das hier helfen: publications.rwth-aachen.de/record/77629 ... habe nur leider noch keinen Zugriff


      Zu der Relation mit den Materialkosten habe ich eine wissenschaftliche Quelle - poste ich gleich.
    • huddl schrieb:

      03 1010 schrieb:

      huddl schrieb:

      Also bei einfacheren Bauteilen wie Kiste oder Deckel kann man das grob sagen, Materialkosten x2 gleich Teilepreis.
      nein.habe ich ein Bauteil mit 1,7g aus einem PP ist der Materialpreis verschwindend gering.Spritze ich ein 650g-Bauteil aus einem teuren, technischen (oder gar Hochleistungs-)Kunststoff, evtl. noch mit Zulassung für Medizin-Technik, sieht das ganz, ganz anders aus.
      Auch ist es ein riesiger Unterschied, ob du mit einem Werkzeug für 100000 € eine Stückzahl von 50.000, 50.0000 oder 5.000.000 herstellst (2€, 0,20€, 0,02€ pro Teil!)
      Ich habe ja geschrieben bei einfacheren Teilen. Und das Teilegewicht ist ja auch eher zweitrangig, da bei kleineren Gewicht auch die Maschine entsprechend kleiner ist.
      Werkzeugpreis ist für mich im Teilepreis nicht drin, habe ich vielleicht nicht klar geschrieben. Das ist dann natürlich nur der Spritzpreis.
      Dateien
      • FTzuMK-min.jpg

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    • florianwaetzold schrieb:

      huddl schrieb:

      03 1010 schrieb:

      huddl schrieb:

      Also bei einfacheren Bauteilen wie Kiste oder Deckel kann man das grob sagen, Materialkosten x2 gleich Teilepreis.
      nein.habe ich ein Bauteil mit 1,7g aus einem PP ist der Materialpreis verschwindend gering.Spritze ich ein 650g-Bauteil aus einem teuren, technischen (oder gar Hochleistungs-)Kunststoff, evtl. noch mit Zulassung für Medizin-Technik, sieht das ganz, ganz anders aus.Auch ist es ein riesiger Unterschied, ob du mit einem Werkzeug für 100000 € eine Stückzahl von 50.000, 50.0000 oder 5.000.000 herstellst (2€, 0,20€, 0,02€ pro Teil!)
      Ich habe ja geschrieben bei einfacheren Teilen. Und das Teilegewicht ist ja auch eher zweitrangig, da bei kleineren Gewicht auch die Maschine entsprechend kleiner ist.Werkzeugpreis ist für mich im Teilepreis nicht drin, habe ich vielleicht nicht klar geschrieben. Das ist dann natürlich nur der Spritzpreis.

      was willst du uns nun damit sagen?

      Meine grobe Einschätzung beruht auf meinen Erfahrungswerten und ich habe schon einige tausend Artikel kalkuliert ;)
    • florianwaetzold schrieb:



      1. Woher weiß ich, was ich für eine Kavität brauche (Toleranzen, Oberflächengüte, etc. vernachlässigt)? Wie hoch sind die zu erwartenden Ausgaben für eine Kavität? (In Zusammenspiel mit der Maschinengröße zahlen hier sicherlich auch Skaleneffekte ein, wenn ich mehrere Kavitäten fertige und parallelisere)
      2. Wie ermittel ich, ob meine Form eines oder mehrer Kerne bedarf?
      3. Ist das Schussgewicht (etwa) gleich Bauteilgewicht zzgl. Anguß? Oder tritt hier weiterer nennenswerter Verlust auf?
      4. Ist die Frage nach Kühlen bzw. Beheizen nur vom Material abhängig? Welches Material ist am dankbarsten hinsichtlich der Fertigung? Wie verhält sich PP/PE?
      5. In dem Tool sind 103.900€ als Invest für die 800kN-Maschine hinterlegt. Ist das eine brauchbare Baseline? (hier würde ich mich ggf an die Hersteller selber wenden)
      6. Die Zykluszeit setzt sich aus Einspritz-, Korrektur-, Kühl, Trocken und Zusatzzeit zusammen. Für die Kühlzeit habe ich eine Abschätzung gefunden - woraus folgen die anderen?

      Ich versuche mal darauf zu antworten:

      1. Kavität beschreibt eig. den Hohlraum der zwischen den zwei Formhälften entsteht. Spricht, die Negativform vom Bauteil das gefertigt werden soll. Eine Kavität ist somit immer vorhanden.
      Möglich sind auch Formen mit mehreren Kavitäten zu bauen, somit kommen pro Zyklus mehrere Fertigteile aus der Form. Bei höheren Mengen macht dies Sinn, da der Output bei einem 2-fach Werkzeug doppelt so hoch ist, die Werkzeug- und Maschinenkosten normal aber nicht, sprich der Teilepreis ist geringer bei änfänglich höherer Investition und Werkzeug in Maschine. Somit braucht man eine entsprechende Menge um dies zu amotisieren. Bei Verschlüssen o.ä gibt es Formen mit über 100 Kavitäten.
      Was ein Werkzeug / "eine Kavität" kostet hängt hauptsächlich vom Bauteil ab. Da kann man pauschal gar keine Aussage treffen. Hier würde eine Skizze oder ähnliches helfen, was denn gefertigt werden soll.

      2. Denke die Frage ist oben mit beantwortet. Die Form besteht immer aus Kern und Gesenk, somit gibt es eig. immer einen Kern, außer du hast mehr Kavitäten.

      3. Schussgewicht = Artikelgewicht plus Anguß (falls vorhanden). Verlust gibt es hier keinen, das findet zuvor statt.

      4. Ja. Im Regelfall sind alle Formen gekühlt, also kälter als die Massetemperatur. Gehen wir von einer Box gefertigt in PP aus, ist die Form auf ca. 20°C gekühlt. PP/PE sind wohl mit die verbreitesten Kunststoffe und lassen sich sehr gut verarbeiten und sind auch sehr gutmüdig hinsichtlich Verweilzeit, Temperaturen usw.

      5. Sehr abhängig wo man kauft und was die Maschine an Ausstattung hat, siehe Autokauf. 100t€ für eine 80t Maschine finde ich eher teuer. Auch hier kann man mehr sagen wenn man das Teil und Material kennt. Bei PP ist z.B. keine Trocknung erforderlich, bei ABS oder PA hingegen schon.

      6. Einspritzzeit ergibt sich aus der Einspritzgeschwindigkeit und dem -volumen. Korrekturzeit sagt mir nichts, denke damit ist die Nachdruckzeit gemeint. Diese ist wieder von mehreren Faktoren abhängig (Wandstärke, Material, Anspritzung, Kühlung,..) Kühlzeit ist denk ich klar, Trockenzeit kenne ich in diesem Zusammenhang auch nicht. Dazu kommt dann noch die Zeit um die Form zu öffnen, das Teil auszuwerfen oder zu entnehmen, die Form wieder zu schließen/verriegeln. Auch alles wieder sehr von der Form usw. abhängig.
      Pauschal würde ich aber sagen dass die Kühlzeit den größten Platz einnimmt (ausgehend von der angesprochen Box mit Deckel).

      Ist sicher nicht alles zu 100% vollständig, aber denke man kommt damit etwas weiter.
    • Dankeschön, Huddl.

      1. Wie wird denn die Form in der Regel gefertigt? Darüber habe ich noch nichts finden können. Die Kosten werden ja mit der Größe und Komplexität ansteigen.
      Als Skizze habe ich aktuell nur das, was ich oben schon gezeichnet hatte. (Ich denke ja gerade ein paar Monate voraus und werde die mech. Auslegung vor Oktober auch nicht finalisieren)
      Im Wesentlichen ist es ein unten offener Quader mit innenliegender Rippe (über zwei Seiten) und ein oder zwei kleinere unten offene Quader ohne Rippe. Dazu dann jeweils die Böden/Deckel und eine Montageplatte für alle drei Quader nebeneinander. Bei den Platten bin ich mir noch nicht sicher, ob ich die Spritzgießen will.

      2. Top
      3. Top

      4. Das geht dann aus dem Datenblatt meines gewählten Materials hervor oder sind das Erfahrungswerte, die von anderen Parametern abhängen?

      5. Dann heben wir uns das noch auf.

      6. "Die Korrekturzeit dient zur Berücksichtigung besonderer Gegebenheiten der Teilegeometrie, des Angußsystems sowie des verwendeten Polymers, d.h. die zykluszeit wird mit dieser Einflussgröße korrigiert." Das Volumen würde ich ja kennen, wenn die Bauteilgeometrie definiert ist, dann hängt es nur noch an der Einspritzgeschwindigkeit - woran mache ich die fest?

      Hilft tatsächlich wunderbar! In mir wächst die Überzeugung, dass die Kostenabschätzung überschlägig beherrschbar ist.

      PS
      Dein Erfahrungswert mit Faktor 2 liegt mit der Tabelle genau im "typischen Bereich" (-; Mehr wollte ich nicht sagen
    • 1.) Die Größe und der Aufbau des Werkzeuges muss dir schon recht genau bekannt sein, bevor du dir Gedanken um die Maschine machst, weil davon der Aufbau und die Größe der Maschine abhängt.
      2.) Kernzüge braucht man z.B. für alle Durchbrüche im Fertigteil, die nicht in Entformungsrichtung verlaufen. Ebenfalls ggf. für deutliche Hinterschneidungen, die eine normale Entformung nicht mitmachen würden.
      3.) Der angewandte Kunststoff sollte dir schon bei der Konstruktion des Werkzeuges sicher bekannt sein, da davon auch die Konstruktion abhängig ist. Wenn es sich um einen "Batteriekasten" handelt muss auch überlegt werden, ob dieser evtl. säurefest, flammgeschützt und elektrisch isolierend ausgerüstet sein muss. Auch die "Dauergebrauchstemperatur" in einem Motorraum muss beachtet werden. Nach Berücksichtigung dieser Faktoren scheiden schon einige Kunststoffformulierungen aus. Und danach kann sich auch der Preis des Produktes richten. Der Preis kann je nach Polymersorte zwischen 1 und 30 € pro kilo liegen.
    • petersj schrieb:

      2.) Kernzüge braucht man z.B. für alle Durchbrüche im Fertigteil, die nicht in Entformungsrichtung verlaufen. Ebenfalls ggf. für deutliche Hinterschneidungen, die eine normale Entformung nicht mitmachen würden.
      Hallöchen,
      ich (bisher stiller Mitleser) melde mich auch mal dazu.
      Die Aussage, dass alle Durchbrüche, welche nicht in Entformungsrichtung liegen nur mit Kernzügen entformt werden müssen/sollen, stimmt so nicht ganz. Gibt ja noch die Option von mechanischen Schiebern, Lifter/Schrägauswerfer, Einfallkerne etc..
    • petersj schrieb:

      1.) Die Größe und der Aufbau des Werkzeuges muss dir schon recht genau bekannt sein, bevor du dir Gedanken um die Maschine machst, weil davon der Aufbau und die Größe der Maschine abhängt.
      2.) Kernzüge braucht man z.B. für alle Durchbrüche im Fertigteil, die nicht in Entformungsrichtung verlaufen. Ebenfalls ggf. für deutliche Hinterschneidungen, die eine normale Entformung nicht mitmachen würden.
      3.) Der angewandte Kunststoff sollte dir schon bei der Konstruktion des Werkzeuges sicher bekannt sein, da davon auch die Konstruktion abhängig ist. Wenn es sich um einen "Batteriekasten" handelt muss auch überlegt werden, ob dieser evtl. säurefest, flammgeschützt und elektrisch isolierend ausgerüstet sein muss. Auch die "Dauergebrauchstemperatur" in einem Motorraum muss beachtet werden. Nach Berücksichtigung dieser Faktoren scheiden schon einige Kunststoffformulierungen aus. Und danach kann sich auch der Preis des Produktes richten. Der Preis kann je nach Polymersorte zwischen 1 und 30 € pro kilo liegen.
      Hallo peterj,

      Danke für den Hinweis zur Materialauswahl. Die angesprochenen Punkte sind korrekt. Da liegen mir auch ausreichende Daten zu vor. Beispielsweise der Unterschied zwischen Einbau im Motorraum und im Kofferraum/unter dem (Bei-)Fahrersitz. Je nach Einbauort und Zielmarkt bin ich hier bei -30° bis 150° C unterwegs. Genauso spielt die Materialauswahl auch in die mechanische Auslegung rein und an der hängt dann die Bauteilgeometrie (insb. Wandstärke).
      Mit diesen Iterations-Schleifen traue ich mir fertig zu werden. Die Besonderheiten des Spritzgießens sind mir aber neu und nicht ohne weiteres nachvollziehbar. Ich kenne hiernur die Konstruktionsbücher für Kunststoffbauteile und Prozessbeschreibungen.
      Das Thema Auswirkung auf die Kosten wird in der Literatur wenig konkret beleuchtet - vermutlich sind es meist wettbewerbsrelevante Firmen-Interna.

      -> 1) Was den Aufbau des Werkzeugs bzw. die Maschine angeht, würde ich mir gerne nachvollziehbar erarbeiten, was die Einflüsse sind. Wenn ich die Stellgrößen verstehe, kann ich das bereits im Gehäusekonzept berücksichtigen bevor ich den Aufbau festlege und spare mir eine große Optimierungs-Schleife über alle Konstruktionsschritte bis dahin. Ich laufe ja Gefahr in die falsche Richtung zu überlegen und dann ein "lokales Optimum" zu erwischen. Die Vergleichswerte zur weiteren Umgebung alias das Bauchgefühl fehlen mir ja.
      • Macht es nicht umgekehrt mehr Sinn für mich eine gängige Maschine vorauszusetzen und dann das Werkzeug aus Maschine und Bauteil zu bestimmen?
        Oben war das Beispiel Autokauf genannt - ein durchschnittliches Auto einer Klasse mit den entsprechen Kenndaten (Abmaße, Motorleistung, Sitzplätze, ...) habe ich sofort im Kopf. Wenn ich die Kosten/km reduzieren will, nehme ich besser die C-Kategorie als einen Maybach als Referenz.
      • Und von oben bleiben noch die Fragen offen, wie ich an die Kosten für das Werkzeug und die Einspritzgeschwindigkeit komme.


      PS Den Batteriekasten hatte ich mir ausgewählt, weil ich ihn für ein einfaches Bauteil hielt (-;
    • florianwaetzold schrieb:

      petersj schrieb:

      1.) Die Größe und der Aufbau des Werkzeuges muss dir schon recht genau bekannt sein, bevor du dir Gedanken um die Maschine machst, weil davon der Aufbau und die Größe der Maschine abhängt.
      2.) Kernzüge braucht man z.B. für alle Durchbrüche im Fertigteil, die nicht in Entformungsrichtung verlaufen. Ebenfalls ggf. für deutliche Hinterschneidungen, die eine normale Entformung nicht mitmachen würden.
      3.) Der angewandte Kunststoff sollte dir schon bei der Konstruktion des Werkzeuges sicher bekannt sein, da davon auch die Konstruktion abhängig ist. Wenn es sich um einen "Batteriekasten" handelt muss auch überlegt werden, ob dieser evtl. säurefest, flammgeschützt und elektrisch isolierend ausgerüstet sein muss. Auch die "Dauergebrauchstemperatur" in einem Motorraum muss beachtet werden. Nach Berücksichtigung dieser Faktoren scheiden schon einige Kunststoffformulierungen aus. Und danach kann sich auch der Preis des Produktes richten. Der Preis kann je nach Polymersorte zwischen 1 und 30 € pro kilo liegen.
      Hallo peterj,
      Danke für den Hinweis zur Materialauswahl. Die angesprochenen Punkte sind korrekt. Da liegen mir auch ausreichende Daten zu vor. Beispielsweise der Unterschied zwischen Einbau im Motorraum und im Kofferraum/unter dem (Bei-)Fahrersitz. Je nach Einbauort und Zielmarkt bin ich hier bei -30° bis 150° C unterwegs. Genauso spielt die Materialauswahl auch in die mechanische Auslegung rein und an der hängt dann die Bauteilgeometrie (insb. Wandstärke).
      Mit diesen Iterations-Schleifen traue ich mir fertig zu werden. Die Besonderheiten des Spritzgießens sind mir aber neu und nicht ohne weiteres nachvollziehbar. Ich kenne hiernur die Konstruktionsbücher für Kunststoffbauteile und Prozessbeschreibungen.
      Das Thema Auswirkung auf die Kosten wird in der Literatur wenig konkret beleuchtet - vermutlich sind es meist wettbewerbsrelevante Firmen-Interna.

      -> 1) Was den Aufbau des Werkzeugs bzw. die Maschine angeht, würde ich mir gerne nachvollziehbar erarbeiten, was die Einflüsse sind. Wenn ich die Stellgrößen verstehe, kann ich das bereits im Gehäusekonzept berücksichtigen bevor ich den Aufbau festlege und spare mir eine große Optimierungs-Schleife über alle Konstruktionsschritte bis dahin. Ich laufe ja Gefahr in die falsche Richtung zu überlegen und dann ein "lokales Optimum" zu erwischen. Die Vergleichswerte zur weiteren Umgebung alias das Bauchgefühl fehlen mir ja.
      • Macht es nicht umgekehrt mehr Sinn für mich eine gängige Maschine vorauszusetzen und dann das Werkzeug aus Maschine und Bauteil zu bestimmen?
        Oben war das Beispiel Autokauf genannt - ein durchschnittliches Auto einer Klasse mit den entsprechen Kenndaten (Abmaße, Motorleistung, Sitzplätze, ...) habe ich sofort im Kopf. Wenn ich die Kosten/km reduzieren will, nehme ich besser die C-Kategorie als einen Maybach als Referenz.
      • Und von oben bleiben noch die Fragen offen, wie ich an die Kosten für das Werkzeug und die Einspritzgeschwindigkeit komme.


      PS Den Batteriekasten hatte ich mir ausgewählt, weil ich ihn für ein einfaches Bauteil hielt (-;
      Die Maschine zu wählen und das Werkzeug dann reinzubasteln macht recht wenig Sinn. Möglich ist es die Schließeinheit eine Nummer größer zu wählen, dann hat man einfach mehr Reserven, spätestens bei der Spritzeinheit muss ich aber recht genau wissen was ich will. Bin ich zu groß, ich die Verweilzeit zu lange und das Material geht kaputt (wobei das bei PP/PE eher selten der Fall ist) bin ich zu klein habe ich eine schlechte Homogenisierung oder gar zu wenig Hubvolumen.

      Die Größe des Werkzeugs ist wie mehrfach gesagt vom Artikel abhängig, inkl. Angußkonzept, Entfomung usw. Das lässt sich einfach nicht pauschal sagen. Es gibt Formen die sind kaum größer wie das gefertigte Teil, andere sind 100x größer wie das gefertigte Teil.
      Hier brauchen wir mehr Input, sprich eine ordentliche Skizze mit Maßen (das sollte auch keine große Sache sein, wenn man das Teil im Kopf hat). In diesem Zusammenhang ist auch die gplante Menge zu betrachten bzgl. Auslegung der Formen (Fachzahl).

      Danach können viele Fragen geklärt werden.

      Kurz zur Einspritzgeschwindigkeit. Diese ist auch wieder abhängig vom Material, der Teilegeometrie usw.

      Spritzguß ist wie man sieht nicht mal einfach so Material rein, fertiges Teil raus wie beim Fräsen oder sowas, da ist schon ein gewisses Know How erforderlich.
    • Zitat florianwaetzold
      Den Batteriekasten hatte ich mir ausgewählt, weil ich ihn für ein einfaches Bauteil hielt (-;

      Da muss man eigentlich sagen: Je einfacher das Aussehen, desto tückischer das Verfahren.

      Zitat huddl

      Kurz zur Einspritzgeschwindigkeit. Diese ist auch wieder abhängig vom Material, der Teilegeometrie usw.

      Und oft werden bei einem Spritzvorgang auch noch unterschiedliche Einspritzgeschwindigkeiten in Folge gefahren um unterschiedliche Fließfrontgeschwindigkeiten der Form angepasst zu erreichen.

      Zitat huddl
      Spritzguß ist wie man sieht nicht mal einfach so Material rein, fertiges Teil raus wie beim Fräsen oder sowas, da ist schon ein gewisses Know How erforderlich.

      Das kommt, weil man eigentlich an einer laufenden Maschine nichts Spannendes sieht - außer vielleicht ein tolles Handling. Alles andere geschieht im Verborgenen und ist letzten Endes einer oft langen Einrichtphase geschuldet. Und dann läuft ein entsprechendes Werkzeug Tag und Nacht und 1.000.000 Schuß sind durch. Dafür ist Spritzguss als Urformverfahren gemacht.

    • Neu

      Heute mal meine Anmerkungen direkt im Text

      florianwaetzold schrieb:

      Dankeschön, Huddl.

      1. Wie wird denn die Form in der Regel gefertigt? Darüber habe ich noch nichts finden können. Die Kosten werden ja mit der Größe und Komplexität ansteigen.
      Meist Erodieren, seltener Hartfräsen. oft mit Anschließender Oberflächenbehandlung (Politur, Narbung etc.)


      Als Skizze habe ich aktuell nur das, was ich oben schon gezeichnet hatte. (Ich denke ja gerade ein paar Monate voraus und werde die mech. Auslegung vor Oktober auch nicht finalisieren)
      Für die Auswahl des Werkzeugs sind die groben Abmaße (Gesamtgröße Werkzeug, nötige Schließkraft der Maschine) und die Wandstärke (Schussgewicht, Kühlzeit) jedoch unabdingbar



      Im Wesentlichen ist es ein unten offener Quader mit innenliegender Rippe (über zwei Seiten) und ein oder zwei kleinere unten offene Quader ohne Rippe. Dazu dann jeweils die Böden/Deckel und eine Montageplatte für alle drei Quader nebeneinander. Bei den Platten bin ich mir noch nicht sicher, ob ich die Spritzgießen will.
      Für Platten und Endlos-Profile (Geometrie gleichbleibend über Länge) bieten sich ggf. Extrusion (Standard-Profile) und Zuschnitt an.

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      4. Das geht dann aus dem Datenblatt meines gewählten Materials hervor oder sind das Erfahrungswerte, die von anderen Parametern abhängen?
      Richtwerte stehen idR. im Datenblatt - je nach Komplexität und Anwendung sind natürlich auch Sonderlösungen möglich


      5. Dann heben wir uns das noch auf.
      Die Maschine muss zum Werkzeug passen, nicht anders herum. Es sei denn natürlich, du hast schon 5 verschiedene zur Auswahl, dann kann man in Grenzen das Werkzeug anpassen. Aber jede SGM hat nur ein relativ schmales Fenster für Spritzteile, das im wesentlichen durch das minimale und maximale Kunststoffvolumen pro Schuss, die Einbaumaße und die Zuhaltekraft beeinflusst werden.
      Sinnbildlich dazu: Du musst 10 Tonnen Zement auf eine Baustelle liefern, die über eine Brücke mit max. 7,5 Tonnen erreicht wird: Dafür kannst du keinen 15-tonner nehmen und auch dein "Bully" mit 700kg Zuladung ist wenig wirtschaftlich



      6. "Die Korrekturzeit dient zur Berücksichtigung besonderer Gegebenheiten der Teilegeometrie, des Angußsystems sowie des verwendeten Polymers, d.h. die zykluszeit wird mit dieser Einflussgröße korrigiert." Das Volumen würde ich ja kennen, wenn die Bauteilgeometrie definiert ist, dann hängt es nur noch an der Einspritzgeschwindigkeit - woran mache ich die fest?
      Korrekturzeit klingt für mich nach einem reinen Faktor, der Überschlägig Abweichungen von den Norm-Zeiten aus Literatur und Datenblättern abbilden soll
      Die Kühlzeit ist bei den allermeisten Teilen, die nicht extrem dünnwandig sind, dominierend. Wichtig ist auf jeden Fall zu beachten, dass die Kühlzeit quadratisch
      zur Wandstärke steigt.

      Hilft tatsächlich wunderbar! In mir wächst die Überzeugung, dass die Kostenabschätzung überschlägig beherrschbar ist.

      PS
      Dein Erfahrungswert mit Faktor 2 liegt mit der Tabelle genau im "typischen Bereich" (-; Mehr wollte ich nicht sagen

      huddl schrieb:

      Spritzguß ist wie man sieht nicht mal einfach so Material rein, fertiges Teil raus wie beim Fräsen oder sowas, da ist schon ein gewisses Know How erforderlich.
      Dünnes Eis Huddl ;)
      Mit "mal schnell und einfach" bekomme ich auf einer Fräsmaschine wie auch im Spritzguss *irgendwas* hingepfuscht, aber auch bei anderen Verfahren wie Schweißen, Fräsen, Biegen liegt der Teufel oft ganz böse im Detail ;)
    • Neu

      03 1010 schrieb:

      Dünnes Eis Huddl ;-)Mit "mal schnell und einfach" bekomme ich auf einer Fräsmaschine wie auch im Spritzguss *irgendwas* hingepfuscht, aber auch bei anderen Verfahren wie Schweißen, Fräsen, Biegen liegt der Teufel oft ganz böse im Detail ;)
      Ich habe mit dieser Anmerkung schon gerechnet :D

      Natürlich hast du Recht. Aber wenn das Programm mal steht hat man beim Fräsen denke ich mehr Ruhe wie beim Spritzen.