Willkommen zu Ihrem ausführlichen Einblick. Heute beschäftigen wir uns mit dem Spritzgussverfahren.
Ja.
Wie kann man es konkret effizienter gestalten?.
Okay.
Ihr habt mir unzählige Artikel zu diesem Thema geschickt.
Großartig.
Und ich muss sagen, ich war ziemlich überrascht, wie viel Arbeit tatsächlich in die Herstellung dieser Produkte fließt.
Das ist wirklich erstaunlich.
Sie wissen schon, diese Plastikprodukte, die wir jeden Tag benutzen.
Es ist eine Art Gleichgewicht zwischen Kunst und Wissenschaft.
Ja, das stimmt. Ich habe vorher nie wirklich darüber nachgedacht.
Rechts.
Sie wissen schon, die Präzision und so weiter. Warum legen wir also nicht einfach gleich los?
Okay. Klingt gut.
Eines der Dinge, die mir immer wieder auffielen, war die Idee der Injektionsrate.
Ja. Das ist entscheidend.
Können Sie uns das bitte genauer erklären?
Sicher.
Was genau ist die Einspritzrate?
Die Einspritzrate ist also buchstäblich die Geschwindigkeit, mit der wir den geschmolzenen Kunststoff in die Form einspritzen. Und wir messen sie in Kubikzentimetern pro Sekunde.
Verstehe. Also, wie viel Plastikvolumen verarbeitest du pro Sekunde?
Ja. Und die Kontrolle des Materialflusses ist wirklich wichtig für ein gutes Bauteil. Wenn die Einspritzgeschwindigkeit zu gering ist, kann der Kunststoff abkühlen und aushärten.
Oh, wow.
Bevor es überhaupt alle Teile der Form erreicht, entsteht etwas, das man als Kurzschuss bezeichnet.
Kurzaufnahme.
Das bedeutet im Grunde, dass Sie ein unvollständiges Teil haben.
Okay.
Das ist so, als würde man versuchen, eine Kuchenform mit sehr langsam fließender Schokolade zu füllen.
Oh ja.
Weißt du, es könnte sein, dass es fest wird, bevor es all diese kleinen, komplizierten Details erreicht.
Ja, genau. Und was passiert, wenn es zu schnell geht?
Nun ja, dann ist es fast so, als ob man versuchen würde, diese Form mit einem Feuerwehrschlauch zu füllen.
Okay.
Sie riskieren, dass Luft darin eingeschlossen wird.
Oh.
Es entstehen Hohlräume und Blasen. Und das kann die Festigkeit des Produkts beeinträchtigen.
Ja. Kann ich mir vorstellen.
Und das Aussehen. Denken Sie an ein medizinisches Gerät oder eine Handyhülle. Die sollten unbedingt glatt und robust sein. Auf keinen Fall Blasen!.
Ich nehme also an, dass es da so etwas wie einen optimalen Bereich gibt.
Genau.
Ja.
Es gibt keine Einheitsgröße. Und vieles hängt vom Material selbst ab.
Okay.
Verschiedene Kunststoffe haben unterschiedliche Viskositäten. Viskosität bedeutet, dass manche Kunststoffe leichter fließen als andere.
Verstehe. Das macht Sinn. Ja.
Wie der Unterschied zwischen Wasser und Honig.
Verstanden.
Ein großer Unterschied.
Okay.
Sie wissen ja, dass Polyethylen, das in vielen Verpackungen verwendet wird, ein Kunststoff mit niedriger Viskosität ist.
Okay. Das wäre also eher wie Wasser.
Ja, genau. Polyethylen fließt leicht, daher sind höhere Einspritzraten möglich.
Macht Sinn.
Aber dann gibt es zum Beispiel Polycarbonat. Das wird häufig für Elektronikgehäuse verwendet.
Großartig. Weil es extrem strapazierfähig ist.
Ja, genau. Sehr stark.
Ja.
Das hat eine wesentlich höhere Viskosität.
Oh. Wenn Sie also versuchen würden, das zu injizieren.
Ja.
So schnell wie das Polyester, stößt man auf Probleme. Das wird nicht funktionieren.
Das wäre so, als würde man versuchen, Erdnussbutter durch einen Strohhalm zu pressen.
Ja.
Du brauchst mehr Druck.
Okay.
Ja. Wir müssen langsamer fahren.
Verstanden.
Weitaus kontrollierter.
Das macht Sinn, vor allem wenn man an diese komplexen Formen denkt.
Ja, genau.
Je komplexer die Form, desto langsamer muss man vorgehen.
Das ist wieder so wie mit dieser Kuchenform.
Richtig, richtig.
Wenn Sie zu schnell injizieren.
Okay.
Die Details werden Sie nicht erfahren.
Du wirst all die Details verlieren.
Ja.
Okay, wir haben also das Material, wir haben die Konstruktionszeichnung der Form.
Genau.
Gibt es sonst noch etwas, was wir sind?.
Ja, noch eine Sache.
Okay.
Man muss die Maschine selbst betrachten.
Okay. Die Spritzgießmaschine.
Die Spritzgießmaschine. Ja.
Macht Sinn.
Sie haben unterschiedliche Fähigkeiten, ähnlich wie Autos.
Okay.
Weißt du, manche Autos sind auf Geschwindigkeit ausgelegt, manche auf Leistung. Und manche sind auf besonders präzise Steuerung ausgelegt.
Verstanden.
Man muss also sicherstellen, dass die Maschine das Material und diese Komplexität bewältigen kann.
Man würde also ja nicht unbedingt einen LKW-Motor in einen kleinen Sportwagen einbauen wollen.
Man braucht das richtige Werkzeug für die jeweilige Aufgabe.
Genau. Man braucht das richtige Werkzeug für die jeweilige Aufgabe.
Genau.
Okay, cool.
Ja.
Es klingt also so, als müsse man wirklich wissen, was man tut, um das richtig hinzubekommen.
Es gibt definitiv eine Lernkurve. Aber die gute Nachricht ist, dass es Möglichkeiten gibt, den Prozess zu überwachen und zu steuern, damit man nichts falsch macht.
Verstehe. Sie erwähnten vorhin diese hochentwickelten Steuerungssysteme. Was genau bedeutet das?
Moderne Spritzgießmaschinen verfügen also über allerlei ausgeklügelte Sensoren und Software, mit denen sich Dinge wie die Temperatur, der Druck und sogar die Viskosität des Kunststoffs in Echtzeit überwachen lassen.
Es ist also nicht so, dass man es einfach einstellt und dann vergisst.
Nein, nein.
Du schaust dem Ganzen quasi live zu.
Es ist, als ob sich eine ganze Reihe kleiner Ingenieure im Inneren der Maschine befänden.
Wow.
Sicherstellen, dass alles in Ordnung ist.
Das ist wild.
Ja. Nehmen wir an, die Sensoren erkennen, dass der Kunststoff nicht richtig fließt. Das System kann dann beispielsweise den Einspritzdruck oder die Temperatur automatisch anpassen, um das Problem zu beheben.
Und das geschieht ganz von selbst.
Ja. Du musst gar nichts tun.
Man beugt also Problemen vor, bevor sie überhaupt entstehen.
Ja. Vorbeugende Wartung.
Das ist erstaunlich.
Ja. Und diese Systeme können sogar aus früheren Durchläufen lernen, um die zukünftige Produktion zu optimieren.
Oh, das ist interessant.
Sie können sich beispielsweise merken, welche Einstellungen für verschiedene Materialien und Formen am besten funktionierten.
Wow. Sie werden also immer schlauer.
Ja. Das ist ziemlich cool.
Die ganze Zeit.
Es ist wirklich erstaunlich.
Das ist echt cool.
Aber es geht nicht nur um die Maschinen.
Okay.
Sie benötigen außerdem einen qualifizierten Bediener.
Ach ja. Ein Mensch.
Ja. Jemand, der sowohl die technische Seite als auch die Eigenschaften der Maschinenmaterialien wirklich versteht.
So ähnlich wie ein Koch.
Ja, genau.
Wer muss schon die Zutaten kennen? Man muss wissen, wie man die Geräte bedient, wie der Ofen funktioniert, und so weiter.
Man braucht also unbedingt das menschliche Element.
Ja. Die Maschinen sind toll, aber man braucht trotzdem noch jemanden, der alles überwacht.
Stellen Sie sicher, dass alles reibungslos läuft.
Genau.
Okay, wir haben also über Injektionen gesprochen. Stimmt's?
Rechts.
Wir haben über diese Steuerungssysteme gesprochen. Was hat es mit dieser Sache auf sich, die ich immer wieder als Zykluszeit bezeichne?
Oh ja, Zykluszeit. Das ist ein wichtiger Punkt.
Okay, erzähl mir mehr darüber.
Die Zykluszeit ist im Grunde die Gesamtzeit, die für einen kompletten Zyklus benötigt wird, vom Schließen der Form bis zum Entnehmen des fertigen Teils.
Verstehe. Also, wie lange dauert es denn?
Ja. Wie schnell kann man ein Teil auswählen und Teile in Serie produzieren?.
Okay.
Und natürlich soll es so kurz wie möglich sein.
Je schneller die Wette. Ja. Kürzere Zykluszeiten bedeuten höhere Produktivität und geringere Kosten.
Rechts.
Man darf die Dinge aber nicht zu sehr überstürzen.
Genau. Du willst keine Kompromisse eingehen.
Sie werden Abstriche bei der Qualität machen.
Die Qualität.
Ja, genau.
Das macht also Sinn.
Ja.
Es gilt, ein Gleichgewicht zu finden.
Es geht immer um die Balance.
Man kann nicht zu schnell fahren.
Rechts.
Man kann nicht zu langsam fahren.
Das ist wie bei Goldlöckchen.
Ja.
Nicht zu heiß, nicht zu kalt.
Ich hab dich erwischt.
Genau.
Okay, welche Faktoren beeinflussen also die Zykluszeit?
Eine ganze Menge Faktoren, wie die Einspritzgeschwindigkeit, die Formtemperatur, die Abkühlzeit und das Material selbst.
Verstehe. Also, wenn man es nicht lange genug abkühlen lässt.
Ja. Wenn die Abkühlzeit zu kurz ist, könnte sich das Teil beim Herausnehmen verziehen.
Das macht Sinn.
Lässt man es aber zu lange abkühlen, verschwendet man nur Zeit.
Du verlangsamst den gesamten Prozess.
Genau.
Da ist er also wieder, der ideale Punkt.
Da ist es wieder.
Okay, wie können die Hersteller die Prozesse beschleunigen?.
Gute Frage.
Ohne Qualitätseinbußen?
Nun ja, man braucht auf jeden Fall gute Maschinen und gute Bediener.
Okay.
Es gibt aber auch andere Strategien.
Okay. Wie was?
Eine Möglichkeit besteht darin, die Formkonstruktion zu optimieren.
Okay. Die Form selbst.
Ja. Wie eine gut gestaltete Form.
Okay.
Ermöglicht beispielsweise ein effizientes Befüllen. Kühlung, Einspritzen des Teils.
Es muss also alles so sein. Alles ist miteinander verbunden, alles funktioniert zusammen.
Ja. Also zum Beispiel.
Rechts.
Eine Technik besteht in der Verwendung sogenannter konformer Kühlkanäle.
Konforme Kühlkanäle.
Ja, das ist ein ganz schöner Zungenbrecher.
Okay.
Im Grunde genommen folgen die konformen Kanäle der Form des Kühlmediums, anstatt einfach nur gerade Kanäle für dieses zu haben.
Oh, das ist cool.
Zum Teil.
Es ist also zielgerichteter.
Genau. Ja. Viel effizienter. Und selbst kleine Anpassungen an der Position des Angusses – genau dort, wo das Plastik eintritt – sind entscheidend.
Schimmel, das kann einen großen Unterschied machen.
Es dreht sich also alles um Optimierung.
Es geht nur um den Fluss.
Dieser Fluss.
Ja.
Okay, das ist wirklich interessant.
Und dann muss man natürlich auch über das Material nachdenken.
Okay. Zurück zum Thema.
Manche Kunststoffe härten von Natur aus schneller aus, was kürzere Abkühlzeiten bedeutet.
Verstanden.
Die Wahl des richtigen Kunststoffs kann also entscheidend sein.
Ein großer Unterschied in puncto Effizienz.
Genau.
Okay, wir haben also die Maschinen.
Rechts.
Wir haben die Bediener, die Werkzeugkonstruktion, das Material.
Ja.
Gibt es sonst noch etwas, was wir tun können?.
Ein Aspekt, der manchmal übersehen wird, ist die Automatisierung.
Oh ja. Roboter.
Roboter, genau.
Okay.
Also durch den Einsatz von Robotern.
Okay.
Sie können den manuellen Arbeitsaufwand reduzieren.
Okay.
Aufgaben beschleunigen.
Macht Sinn.
Die Konsistenz verbessern.
Roboter sind also auf dem Vormarsch. Sie setzen definitiv auf Spritzguss.
Das verändert alles.
Okay, das ist also alles super wichtig für die Hersteller, richtig?
Sicher.
Ich meine, je effizienter sie können.
Je mehr Geld sie sparen, desto besser.
Genau.
Weniger Abfall. Weniger Abfall, wettbewerbsfähigere Produkte.
Absolut.
Okay, cool.
Ja. Aber da ist noch etwas.
Okay, was ist das?
Wir müssen über Nachhaltigkeit sprechen.
Ach ja, Nachhaltigkeit.
Ja.
Weißt du, Plastik hat eine...
Das ist ein heißes Thema, das heutzutage einen ziemlich schlechten Ruf hat. Ja, und das aus gutem Grund.
Ja.
Deshalb ist es wichtiger denn je, diesen Prozess nachhaltiger zu gestalten.
Okay, wie machen wir das?
Nun ja, eine Sache ist die Materialauswahl.
Okay.
Es gibt heutzutage also ein großes Interesse an recycelten Kunststoffen.
Okay.
Biobasierte Kunststoffe.
Verstanden. Wir müssen es also nicht immer verwenden.
Genau.
Neuware aus Kunststoff.
Wir müssen unsere Abhängigkeit von diesen Primärmaterialien verringern.
Sind die also genauso gut?
Nun ja, sie haben in puncto Leistung einen langen Weg zurückgelegt.
Okay.
Sie sind oft genauso robust und langlebig wie herkömmliche Kunststoffe.
Und besser für die Umwelt.
Und viel besser für die Umwelt.
Es ist also eine Win-Win-Situation.
Ja, genau. Okay. Und ein weiterer Bereich, in dem wir Verbesserungen vornehmen können, ist die Konstruktion der Form selbst.
Okay.
Durch die Optimierung der Form kann weniger Material verwendet werden.
Okay.
Abfall reduzieren, sogar die Abkühlzeit verkürzen.
Okay.
Das spart Energie.
Verstanden. Es geht also darum, effizienter zu sein.
Es geht darum, mit weniger mehr zu erreichen.
Ja.
Und sogar die Maschinen selbst weisen Innovationen auf. Einige neuere Maschinen sind so konstruiert, dass sie energieeffizienter sind.
Das ist großartig.
Ja. Dadurch verbrauchen sie weniger Strom und erzeugen weniger Abwärme.
Es klingt also so, als ob die Branche das wirklich ernst nimmt.
Sie nehmen das sehr ernst. Und das nicht nur, weil sie nett sein wollen. Es liegt auch daran, dass die Verbraucher umweltfreundliche Produkte fordern.
Umweltfreundliche Produkte, nachhaltige Produkte.
Genau.
Okay, was wäre also ein guter erster Schritt für ein Unternehmen, das damit anfangen möchte?
Ich würde sagen, beginnen Sie mit einer Abfallanalyse.
Eine Abfallanalyse. Okay.
Ja. Schau einfach mal, wo du Abfall produzierst und überlege, ob du ihn reduzieren kannst.
Okay. Also einfach aufmerksamer werden.
Ja. Bewusstsein ist der Schlüssel.
Woher der Abfall kommt.
Genau. Und dann sollte man nach Möglichkeiten suchen, Materialien zu ersetzen.
Okay, warte, also so.
Ja, kann man recycelten Kunststoff anstelle von neuem Kunststoff verwenden? Solche Sachen.
Okay. Und vielleicht sollten Sie mit Ihren Lieferanten über deren Geschäftspraktiken sprechen.
Genau. Ja. Je mehr man zusammenarbeitet, desto besser.
Okay. Wir haben also über Maschinen, Bediener, Werkzeugkonstruktion, Materialautomation und Nachhaltigkeit gesprochen.
Das ist eine ganze Menge.
Das ist eine Menge.
Aber alles hängt miteinander zusammen.
Ja. Sonst noch etwas?
Nun, eine letzte Sache möchte ich noch betonen.
Okay.
Es ist kontinuierliche Verbesserung.
Kontinuierliche Verbesserung. Okay.
Ja. Man lernt nie aus. Also im Grunde genommen ja, die Branche verändert sich ständig.
Okay.
Man muss immer einen Schritt voraus sein.
Lernen Sie also weiter, entwickeln Sie sich weiter. Experimentieren Sie.
Experimentiere immer wieder.
Okay.
Probiere neue Dinge aus.
Eindrucksvoll.
Ja.
Wow. Da steckt ja wirklich eine Menge Arbeit dahinter.
Es ist ein faszinierender Prozess.
Das stimmt wirklich. Und es scheint, als würde es sich auch ständig verändern.
Absolut. Die Technologie steht niemals still.
Genau. Apropos Technologie.
Ja.
Wisst ihr, wir müssen über 3D-Druck reden.
Natürlich.
Alle reden heutzutage darüber.
Das ist ein Thema.
Wird das Spritzgussverfahren komplett ersetzen?
Das ist die Millionen-Dollar-Frage, nicht wahr?
Ja.
Und die Antwort lautet, wie immer: Es kommt darauf an.
Okay, also wann macht der Einsatz von 3D-Druck Sinn?
3D-Druck eignet sich also hervorragend für Prototypen und Kleinserien. Er ist extrem flexibel. Designänderungen lassen sich schnell umsetzen.
Okay.
Man kann die Dinge individuell anpassen.
Wenn Sie beispielsweise ein neues Produkt entwickeln möchten.
Genau.
Man kann es sozusagen ausprobieren.
Ja. Man kann mehrere Versionsnummern erstellen.
Verschiedene Designs ausprobieren, darüber twittern, sehen, was funktioniert.
Ohne viel Geld ausgeben zu müssen.
Auf diese großen Formen setze ich Geld.
Zum Thema Werkzeuge. Genau.
Es ist also eine gute Möglichkeit, sozusagen zu experimentieren.
Ja. Es eignet sich hervorragend für Experimente, bevor man in die Massenproduktion geht. Genau. Und für wirklich komplexe Teile, die mit herkömmlichen Spritzgussverfahren nur sehr schwer herzustellen wären.
Verstanden.
3D-Druck kann alles verändern.
Okay. Aber wenn du etwas herstellen musst...
Rechts.
Tausende von Teilen, falls Sie hohe Anforderungen haben.
Bei großen Stückzahlen ist Spritzguss nach wie vor unübertroffen, immer noch die beste Methode. Es ist der effizienteste und kostengünstigste Weg, diese hohen Stückzahlen zu erreichen.
Konsistenz.
Ja. Und die Beständigkeit und Qualität.
Okay. Beide haben also ihren Platz.
Richtig. Beide haben ihre Stärken.
Aber wie sieht es mit der Idee aus, dass sie zusammenarbeiten können? Jetzt sprechen wir von 3D-Druck und Spritzguss.
Ja. Genau da wird es richtig interessant. Wir sehen jetzt vermehrt Hybridansätze, die das Beste aus beiden Welten kombinieren. So kann man beispielsweise 3D-Druck verwenden, um die Formen herzustellen.
Moment mal, du meinst also, man kann eine Form mit einem 3D-Drucker herstellen?
Kann man eine Form für Spritzguss im 3D-Druckverfahren herstellen? Für Spritzguss, ja.
Das ist wild.
Das ist ziemlich cool.
Sie benötigen also keine herkömmliche Metallform mehr.
Sie brauchen diese teuren Werkzeuge nicht.
Okay.
Das bedeutet, dass man wirklich komplizierte Designs erstellen kann, die mit herkömmlichen maschinellen Verfahren nur sehr schwer umzusetzen wären.
Ja.
Außerdem ist es bei kleinen Auflagen viel schneller und günstiger.
Verstehe. Du benutzt also 3D-Druck, um etwas herzustellen.
Genau.
Spritzguss ist vielseitiger.
Ja. Flexibler.
Okay. Das ist echt cool.
Man kann den 3D-Druck auch nutzen, um Einsätze oder Bauteile herzustellen, die man dann in das spritzgegossene Teil einsetzt.
Man bekommt also sozusagen das Beste vom Besten.
Genau. Sie kombinieren die Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks mit der Effizienz des Spritzgussverfahrens.
Okay.
Denken Sie beispielsweise an ein Smartphone.
Okay.
Einige dieser komplexen Teile im Inneren könnten 3D-gedruckt sein.
Okay.
Aber dann das äußere Gehäuse.
Ja.
Das ist spritzgegossen.
Es ist wie eine Mischung.
Ja. Es geht darum, das richtige Werkzeug zu benutzen.
Genau. Das richtige Werkzeug für die Aufgabe.
Für den Job.
Das ist ja unglaublich! Ich hatte keine Ahnung.
Ja.
Das geschah sogar.
Es handelt sich um ein sich rasant entwickelndes Gebiet.
Das ist es wirklich.
Und mit dem Aufkommen von KI und maschinellem Lernen – wer weiß, was als Nächstes kommt? Es wird spannend.
Ja. Worauf freust du dich am meisten?
Hmm. Ein Bereich, der mich wirklich interessiert, sind neue Materialien.
Okay. Neue Materialien.
Wissen Sie, wir erleben erstaunliche Dinge mit recycelten Kunststoffen.
Okay.
Biobasierte Kunststoffe, sogar selbstheilende Kunststoffe.
Selbstheilende Kunststoffe?
Ja. Stell dir ein Kunststoffteil vor, das sich selbst reparieren kann.
Okay.
Wenn es Kratzer oder Risse bekommt.
Wow. Das ist ja...
Das klingt verrückt.
Science-Fiction.
Und es kommt.
Das ist unglaublich. Und ich kann mir vorstellen, dass es so wäre.
Ja. Das hilft wirklich dabei, die Lebensdauer von Produkten zu verlängern.
Ja.
Abfall reduzieren.
Abfall reduzieren. Ja.
Eröffnen Sie völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten.
Ja. Das ist wirklich interessant.
Und dann ist da natürlich noch die KI.
Rechts.
Zurück zu KI und maschinellem Lernen.
Okay.
Stellen Sie sich ein System vor.
Okay.
Das kann Probleme vorhersagen.
Oh, wow.
Bevor sie geschehen.
Bevor sie überhaupt passieren.
Ja. Und dann wird der Prozess automatisch angepasst und die Fehler werden behoben, um sie zu vermeiden.
Wow. Das ist ja Effizienz auf einem ganz neuen Niveau.
Effizienz auf höchstem Niveau.
Wow, das war ja total faszinierend.
Ja, es hat Spaß gemacht.
Ich habe viel gelernt.
Es ist immer toll, über solche Dinge zu reden.
Also, für unsere Hörer da draußen.
Rechts.
Wer fühlt sich vielleicht ein wenig überfordert?.
Ja. Das ist viel Stoff zum Nachdenken.
Das ist eine Menge. Was wäre das eine, was ich sagen würde?
Hab keine Angst vor Innovationen.
Hab keine Angst vor Innovationen.
Okay.
Rechts.
Ja. Die Branche ist ständig im Wandel. Man muss immer einen Schritt voraus sein.
Lernen Sie also weiter, experimentieren Sie weiter.
Genau.
Und erweitern Sie diese Grenzen immer weiter.
Ja. Wer weiß? Vielleicht bist du ja derjenige, der den selbstheilenden Kunststoff erfindet.
Vielleicht bin ich es ja.
Man weiß es nie.
Das wäre ziemlich cool.
Die Zukunft ist voller Möglichkeiten.
Das ist ein hervorragender Punkt, um es zu beenden.
Ja.
Nun, das war wieder ein tiefer Einblick.
Danke für die Einladung.
Wir sehen uns beim nächsten Mal
