Aluminiumformen vs. Stahlformen: Was ist der Unterschied?

Bei der Betrachtung Kunststoff-Spritzguss für ihre Bauteile haben die Unternehmen eine Vielzahl von Entscheidungen zu treffen. Ein erfahrener Kunststoffspritzgießer kann Sie bei der Wahl des Materials, des Formgebungsverfahrens und der 3D-Druck Alternativen sind am besten für die Anforderungen des zu formenden Bauteils geeignet. Die Entscheidung, ob Stahlformen oder Aluminiumformen das optimale Material für die Form selbst sind, ist ein weiteres Thema, das aufgeworfen werden kann. Für Hersteller, die mit Metallen vertraut sind, dürfte es keine Überraschung sein, dass die beiden am häufigsten für den Bau von Werkzeugen verwendeten Metalle ihre Vor- und Nachteile haben.

Bei der Entscheidung zwischen den beiden Arten von Formen müssen die Unternehmen berücksichtigen, wie ihre Spritzgussteile verwendet werden, und ihre Produktionsanforderungen, einschließlich der Komplexität der Teile, fertigstellenund Langlebigkeit. Beide Arten von Formen werden häufig beim Spritzgießen verwendet.

Aluminium-Formen

Das geringe Gewicht, die Flexibilität und die Hitzebeständigkeit von Aluminium ermöglichen es, die Herstellung von Gussformen mit ähnlichen Merkmalen. Formen aus Aluminium sind heute billiger in der Herstellung als solche aus Stahl. Daher eignen sich Aluminiumformen eher für mittelgroße Produktionsserien mit Hunderten bis Tausenden von Einheiten als für Großserien.

Aufgrund der Wärmeleitfähigkeit des Metalls wird weniger Zeit für das Abkühlen der Aluminiumformen nach jedem Zyklus benötigt. Auf diese Weise können Metallformen gleichmäßig erwärmt werden, was das Potenzial für Spritzgießfehler, Verschwendung und Rückweisungen.

Die Stärken von Aluminium sind jedoch auch seine Schwächen. Da das Metall weich ist, kann es nicht für komplizierte Designs verwendet werden, da die Genauigkeit mit zunehmender Komplexität abnimmt. Aluminiumformen verschleißen auch schneller als ihre Gegenstücke aus Stahl; daher ist es nicht sinnvoll, sie zu verwenden für Großserienfertigung.

Stahlformen

Spritzgussformen aus Stahl eignen sich aufgrund ihrer Langlebigkeit ideal für die dauerhafte Herstellung hoher Stückzahlen. Stahlformen können wirtschaftlicher sein als Aluminiumformen; die genaue Zahl kann jedoch stark variieren, je nachdem, wie viele Teile gegossen werden. Obwohl die höheren Produktionskosten von Stahl von einer breiten Verwendung abhalten, bieten die Kompatibilität mit den meisten Materialien und die anspruchsvollen und komplizierten Konstruktionen den Herstellern mehr Spielraum bei der Herstellung und Verwendung von Spritzgussteilen. Stahl ist die beste Option, da er eine größere Auswahl an Oberflächen ermöglicht.

Kosten für Stahlformen mehr als Aluminiumformen zu produzieren, da die Werkzeugkosten höher sind. Das Material benötigt auch mehr Zeit zum Erhitzen und Abkühlen als Aluminium, was die Produktionszeiten verlängern kann. Das Ersetzen einer Stahlform, die bei der Herstellung zerbrochen ist, ist ein zeitaufwändiger und teurer Prozess.

Ob eine Spritzgussform aus Aluminium oder Stahl hergestellt wird, hängt vom Material des zu formenden Gegenstands ab. Die Hersteller müssen sich überlegen, wer das Produkt verwenden wird, wo es zum Einsatz kommt, welche Materialien verwendet werden und wie viele Einheiten produziert werden sollen. Ein Hersteller kann auch von der Beratung durch Branchenexperten profitieren, die die Interessen des Unternehmens vertreten.

Kosten und Zeit: Stahlformen vs. Aluminiumformen

Bei der Ermittlung eines genauen Preises für Werkzeuge müssen zwei Hauptkosten berücksichtigt werden. Die ersten Kosten sind mit der Herstellung der Form verbunden. Zweitens gibt es die Kosten, die mit den Änderungen an der Form verbunden sind. Zeit und Geld, die für die Herstellung von Werkzeugen für Stahl und Aluminium aufgewendet werden, werden im Folgenden verglichen.

Kosten für die Herstellung oder den Ersatz von Stahl- vs. Aluminium-Formen

Eine Aluminiumform kann für ein Viertel bis zur Hälfte des Preises einer Stahlform hergestellt werden. Vergleichen Sie die Preise für Stahlwerkzeuge von einem chinesischen Anbieter mit einem Angebot für Aluminiumwerkzeuge aus den Vereinigten Staaten, und Sie werden sehen, dass Aluminium in den meisten Fällen die günstigere Option ist.

Die Wahl einer anderen Form kann die Kosten für Änderungen erhöhen. Die Herstellung von Aluminiumwerkzeugen beispielsweise ist unabhängig vom Produktionsstandort etwa ein Zehntel so teuer wie ein neues Stahlwerkzeug. Die Stahlproduktion ist wesentlich arbeitsintensiver und langwieriger als die Aluminiumproduktion.

Stahl- vs. Aluminium-Formen: Erstellen oder Ändern

Eine Produktionszeit des Aluminiumwerkzeugs liegt zwischen 15 und 25 Arbeitstagen. Zum Vergleich: Die durchschnittliche Zeit für die Herstellung eines Stahlwerkzeugs liegt zwischen 35 und 60 Arbeitstagen.

Der Austausch eines Aluminiumgeräts dauert in der Regel etwa fünf Arbeitstage. Im Gegensatz dazu dauert der Austausch eines Stahlgeräts etwa 20 Arbeitstage.

Vorteile von Aluminiumformen

Dauerhaftigkeit

Tausende von Schüssen können Aluminiumformen nicht beschädigen, und bei entsprechender Sorgfalt können die Komponenten Hunderttausende überstehen. Zeitrahmen von einem Jahr bis zu mehreren Jahren sind möglich. Eine Aluminiumform könnte perfekt für Ihr Produkt sein, wenn Sie nur einige wenige Exemplare pro Jahr herstellen müssen.

Tipps: Wenn Sie mehr über die Haltbarkeit einer Form erfahren möchten, wenden Sie sich bitte an hier klicken zur Überprüfung der SPI Mold Klassifizierung.

Timing

Aluminiumformen können schneller hergestellt werden als Stahlformen. Während die Fertigstellung einer Kunststoffform vielleicht nur drei oder vier Wochen dauert, kann eine Stahlform doppelt oder sogar dreimal so viel Zeit in Anspruch nehmen. Die Oberflächenbeschaffenheit, Einsätze für besondere Merkmale und die Komplexität der Teile sind nur einige der Faktoren, die die Lieferzeit beeinflussen.

Kosten

Aluminium-Formen kosten in der Regel deutlich weniger als ihre Alternativen aus Stahl. Da sie die Form schnell herstellen und für erste Komponententests zur Verfügung stellen können, bieten einige Werkzeugbauunternehmen Preise an, die nur die Hälfte dessen betragen, was eine Stahlform normalerweise kosten würde.

Verbesserungen

Aluminium ist schwieriger zu bearbeiten und sollte daher am besten für Komponenten verwendet werden, die nicht häufig nachgearbeitet werden müssen.

Schrumpfung, Verformung und andere Fehler

Durch die bessere Wärmeableitung von Aluminium können die Formen gleichmäßigere und schnellere Aufheiz- und Abkühlzeiten erreichen, was sich vorteilhaft auf die Verringerung der Anzahl fehlerhafter und ausgeschiedener Bauteile auswirkt. EinfallstellenLücken, und Brandmarkierungen gehören zu den häufigsten Fehlern, die durch unzureichende Erwärmung und Kühlung verursacht werden. Aluminiumformen können in der entsprechenden Anwendung sogar noch größere Kostenvorteile bieten, da die Ausschussrate bei den Bauteilen geringer ist.

Einfachheit der Änderung und Wartung

Aufgrund der großen Härte von Stahl kann es äußerst schwierig und teuer sein, beschädigte oder verformte Stahlformen zu reparieren. In solchen Fällen ist häufig eine neue Form erforderlich. Aluminiumformen sind viel leichter zu reparieren und können als weicheres Material bei Produktionsfehlern leichter angepasst werden.

Hilfsmittel für die Harzherstellung

Ähnlich wie Stahlformen können auch Aluminiumformen mit Harz gefüllt werden. Materialien wie ABS, PC, PP, LCPPOM, und Flüssigsilikon Gummi sind allesamt praktikable Optionen. Häufig werden Thermoplaste und Duroplaste verwendet. Da das Muster auf der Oberfläche leicht abgewaschen oder durch Scheuermittel beschädigt werden kann, ist bei der Verwendung dieser Materialien Vorsicht geboten. Aufgrund seiner weicheren Beschaffenheit ist es bei Aluminium wahrscheinlicher als bei Stahl, dass die Maserung oder die Merkmale der Oberfläche durch abrasives Harz abgetragen werden.

Senkung der Temperatur

Aluminium hat eine bessere Wärmeableitung als Stahl und benötigt daher möglicherweise nicht die gleichen Kühlleitungen. Dies kann die FormgestaltungSie reduzieren die Kosten für Reparaturen und verkürzen die Zeit, die für die Einstellung der Maschine auf optimale Kühltemperaturen und -ströme erforderlich ist.

Schimmelpilz-Bestandteile

Hokotol, Alumold 500 und QC-10, alle von Alcoa hergestellt, sind die drei am häufigsten verwendeten Legierungen für die Herstellung von Aluminiumformen.

Wann ist es am besten, eine Stahlspritzgussform zu wählen?

Trotz aller Vorteile von Aluminium ist es vielleicht nicht die beste Wahl für Ihre nächste Kreation. Stahl wurde über viele Jahre hinweg für die Herstellung von Millionen von Teilen mit extrem engen Toleranzen verwendet, was seine Ausdauer und historische Bedeutung beweist. Ziehen Sie Stahl für Ihr nächstes Produkt aus den folgenden Gründen in Betracht:

Die Abschreibungskosten können während der gesamten Nutzungsdauer des Bauteils günstiger ausfallen. Aluminium-Spritzgießformen verlieren in der Regel an Qualität, wenn sie in großen Mengen hergestellt werden, aber Stahl-Spritzgießformen können zuverlässig Millionen identischer Teile produzieren. Bei Stahlspritzgießwerkzeugen können Konstruktionen mit mehr als acht Kavitäten verwendet werden.

Können Sie beides wählen?

Die Komplexität eines Teils kann zunehmen, wenn es komplizierte Designs oder mehrere Einsätze hat. Stahl kann seine Präzision im Vergleich zu den meisten anderen Werkstoffen über einen längeren Zeitraum oder mehrere Gießvorgänge beibehalten.

Stahlformen bieten eine größere Vielfalt an Möglichkeiten zur Oberflächenbearbeitung als Aluminiumformen. Wenn Sie eine bestimmte Textur für Werbezwecke oder eine tiefere Textur für andere Zwecke benötigen, kann Stahl besser geeignet sein.

Bei der Wahl zwischen einer Stahl- und einer Aluminiumform ist eine Frage zu klären: Wer wird die Form bedienen? Das Einrichten einer Spritzgießmaschine für Stahl erfordert etwas andere Parameter als für Aluminium. Es ist zwar nicht unmöglich, aber auch nicht die Zeit und den Aufwand wert, wenn Ihr Spritzgießer keine Erfahrung mit Aluminiumformen hat. Mit Aluminiumformen vertraut zu sein, bedeutet, sie gründlich mit den richtigen Reinigern zu reinigen, um Gasansammlungen an den Trennlinien zu vermeiden.

Schließlich haben Aluminiumformen einen Nutzen, der über das Entwicklungsstadium hinausgeht. Wenn es um die Produktion in großem Maßstab geht, können Aluminiumformen gegenüber Stahlformen bevorzugt werden. Sie verringern die für die Produktion benötigte Zeit und die mit dem Kunststoffspritzgießen verbundenen Kosten.

Neben unseren Aluminiumwerkzeugen haben wir auch Werkzeuge aus Stahl. Die Entscheidung, welches Material für Ihr bevorstehendes Spritzgießprojekt geeignet ist, ist nicht einfach. Wenn Sie ein bisschen Hilfe brauchen, beraten Sie unsere hauseigenen Experten gerne. Wenn Sie Fragen oder Bedenken haben, zögern Sie nicht, sich mit uns in Verbindung zu setzen Prototool. Wir helfen Ihnen, Ihr Produkt schnell und kostengünstig auf den Markt zu bringen.