Spritzguss vs. Kunststoff Thermoformen: Vorteile, Nachteile und Unterschiede

In der Welt der Kunststoffverarbeitung gibt es verschiedene Fertigungstechniken, die sich je nach Anwendung und Anforderungen unterschiedlich gut eignen. Zwei dieser Verfahren, das Spritzgussverfahren und das Kunststoff Thermoformen, sind besonders weit verbreitet. In diesem Artikel vergleichen wir die beiden Verfahren hinsichtlich ihrer Funktionsweise, Vor- und Nachteile sowie der geeigneten Einsatzbereiche.

Was ist Spritzgießen?

Spritzgießen ist ein weit verbreitetes Verfahren in der Kunststoffverarbeitung, bei dem geschmolzener Kunststoff unter Druck in eine Form gespritzt wird. Die Form kühlt ab und nimmt die gewünschte Form des Endprodukts an. Dieser Prozess ist ideal für die Herstellung von präzisen Kunststoffteilen in großen Stückzahlen.

Ablauf des Spritzgussverfahrens:

1. Plastifizieren: Kunststoffgranulat wird durch Wärme verflüssigt.
2. Einspritzen: Der geschmolzene Kunststoff wird unter hohem Druck in eine geschlossene Form eingespritzt.
3. Abkühlen und Erstarren: Der Kunststoff wird schnell abgekühlt und erstarrt, sodass die Form stabil wird.
4. Entnahme: Nach dem Abkühlen wird das fertige Teil aus der Form entnommen.

Was ist Kunststoff Thermoformen?

Beim Kunststoff Thermoformen, auch Tiefziehen genannt, wird thermoplastischer Kunststoff erhitzt, bis er weich und formbar wird. Das Material wird dann in eine Form gezogen oder gepresst und nach dem Abkühlen in die gewünschte Form geschnitten. Dieses Verfahren ist ideal für die Herstellung von Teilen mit einer flachen oder leicht gewölbten Form, wie zum Beispiel Verpackungen oder Abdeckungen.

Ablauf des Thermoformens:

• Aufheizen: Der Kunststoff wird auf die Umformtemperatur erhitzt, sodass er gummiartig wird.
• Formen: Das erhitzte Material wird in eine Form gepresst oder gezogen.
• Abkühlen: Das Material kühlt ab und nimmt die Form an.
• Trennen: Das fertige Teil wird durch Stanzen oder Schneiden aus dem Material entfernt.

Vergleich der beiden Verfahren

Stückzahlen und Kosten:

• Spritzguss ist ideal für die Massenproduktion, da es bei großen Stückzahlen die niedrigsten Produktionskosten pro Teil hat.
• Thermoformen ist kostengünstiger bei kleineren bis mittleren Stückzahlen und bietet eine schnelle Produktion mit geringeren Werkzeugkosten. Die Initialkosten für Werkzeuge beim Thermoformen sind im Vergleich zum Spritzguss deutlich niedriger.

Präzision und Toleranzen:

• Spritzguss bietet eine höhere Präzision, insbesondere bei kleinen Teilen, und ermöglicht Toleranzen von bis zu +/- 0,1 mm.
• Thermoformen hat größere Toleranzen (ca. +/- 1 mm), was das Verfahren weniger präzise macht, besonders bei komplexen Formen.

Werkzeugkosten und -aufwand:

• Die Werkzeugkosten im Spritzguss sind deutlich höher und können schnell 20.000 € oder mehr betragen. Zudem dauert die Herstellung eines Werkzeugs oft 10 Wochen oder länger.
• Im Thermoformen sind die Werkzeugkosten erheblich günstiger, und die Fertigung dauert nur 1 bis 2 Wochen.

Materialauswahl:

• Beim Spritzguss können eine Vielzahl von Materialien verwendet werden, von einfachen Kunststoffen bis hin zu speziellen, hochfesten Varianten.
• Beim Thermoformen sind die Materialien auf thermoplastische Folien begrenzt, was die Auswahl einschränkt.

Vorteile und Nachteile

Spritzguss:

• Vorteile:
  • Hohe Präzision und Reproduzierbarkeit
  • Ideal für komplexe Formen und kleine Teile
  • Geringe Stückkosten bei großen Serien
  • Vollautomatisierbar
• Nachteile:
  • Hohe Werkzeugkosten
  • Lange Vorlaufzeiten
  • Hoher Energieverbrauch

Thermoformen:

• Vorteile:
  • Geringe Werkzeugkosten
  • Schnellere Produktionszeiten
  • Geringe Kosten bei kleinen bis mittleren Stückzahlen
  • Flexibilität bei der Formgebung
• Nachteile:
  • Begrenzte Präzision und Toleranzen
  • Eingeschränkte Materialauswahl
  • Weniger geeignet für komplexe Geometrien

Gemeinsame Vorteile der beiden Verfahren

Beide Verfahren bieten eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. ein geringes Gewicht, hohe Korrosionsbeständigkeit und die Möglichkeit, eine Vielzahl von Formgebungen zu erzeugen. Sie eignen sich hervorragend für die Herstellung von Teilen, die in verschiedenen Industrien wie Verpackung, Automobilindustrie, Medizin und Konsumgüter verwendet werden.

Fazit

Die Wahl zwischen Spritzguss und Thermoformen hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie den gewünschten Stückzahlen, den Kosten, der Komplexität der Teile und den Anforderungen an die Präzision. Während das Spritzgussverfahren bei großen Serien und komplexen Teilen überlegen ist, bietet das Thermoformen eine kostengünstige und schnelle Lösung für kleinere Serien und weniger komplexe Formen.