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Aluminium oder Stahl: So wählen Sie den richtigen Werkstoff für Spritzguss-Werkzeuge

by Bernhard Ulbl
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Spritzguss-Werkzeugkosten

Aluminium oder Stahl? Der Spritzguss-Werkzeugbau stellt vor eine folgenschwere Materialentscheidung, die angesichts der vergleichsweise hohen Investments in den Formenbau nicht einfach zu revidieren ist. Umso wichtiger ist eine informierte Entscheidung, die Ihre Anforderungen an die zu produzierenden Teile ebenso berücksichtigt wie das aktuelle Entwicklungsstadium Ihres Projekts.

Wie Sie mit der richtigen Materialwahl unnötigen Kosten vorbeugen und was Sie dabei berücksichtigen sollten, erklären wir in diesem Beitrag.

Aluminium-Werkzeuge – die einfache Basisvariante

Mit dem Einsatz von Aluminium-Werkzeugen können in der Kleinserien-Fertigung mitunter Geschwindigkeits- und Kostenvorteile erzielt werden: Die Formen sind mittels Fräsen und Erodieren grundsätzlich unkompliziert herstellbar, entfalten ihre Vorteile aber vorwiegend in der Herstellung großvolumiger und wenig komplexer Formen wie Eimerwerkzeugen mit geringer Ausbringungsmenge.

Bei der Wahl des Formwerkstoffs sollten Sie aber auch bedenken, dass Aluminium und Stahl ein unterschiedliches Wärmeausdehnungsverhalten aufweisen: Die grundlegenden Materialeigenschaften sind im Rahmen der Entscheidungsfindung schließlich genauso zu berücksichtigen wie hohe Anforderungen an Formstabilität und Standzeit, die eher für die Wahl von Stahlwerkzeugen sprechen.

Ist von vornherein klar, dass die zu produzierende Jahresstückzahl bei nur wenigen hundert bis tausenden Stück liegen wird und stellen die Materialeigenschaften kein Hindernis dar, kann eine Aluminiumform den Serienbedarf aber durchaus kostengünstig abdecken.

Spritzguss Werkzeugbau

Die Auswahl des Spritzguss Werkstoffes erfordert umfangreiche und individuelle Beratung um Potenziale zur Kostensenkung zu nutzen.

 

Stahl-Werkzeuge – die robusten Allrounder

Stahlformen bieten demgegenüber vielfältige Vorteile, die es im Entscheidungsprozess sorgfältig abzuwägen gilt: Neben den bereits angeführten höheren Standzeiten und der Möglichkeit, spezielle Oberflächenstrukturen vorzusehen, spricht vor allem der Faktor Flexibilität für Stahl-Werkzeuge. Denn: In Entwicklungsprojekten, die mitunter Anpassungen an Werkzeugen erfordern, wird ein Material, das einfache und ressourcensparende Korrekturen ermöglicht, zum Kostenvorteil. Sollte Ihr Projekt der Entwicklungsphase noch nicht entwachsen sein, macht es also durchaus Sinn, Spritzguss-Werkzeuge aus Stahl fertigen zu lassen.

In jedem Fall sollten Sie diesem Formwerkstoff den Vorzug geben, wenn Ihre Bauteilproduktion auf abrasive Materialien wie glas- oder kohlenfaserverstärkte Materialien setzt: Da die Faserverstärkung wie Schleifpapier wirkt, ist der Einsatz eines Hartmetalls wie durchgehärtetem Werkzeugstahl wesentlich, um Verschleißerscheinungen vorzubeugen.

Pro Stahl sollten Sie im Formenbau aber auch dann entscheiden, wenn komplexe Artikelgeometrien nach aufwendigen Werkzeugen mit Schiebern verlangen oder eine Standzeit-Erhöhung durch nachträgliches Nitrieren eine Option bleiben soll.

Planen Sie die Produktion größerer Spritzguss-Serien oder stellen Sie besondere Anforderungen an Bauteilmaterial und -geometrie wird es also sinnvoll sein, dem Werkstoff Stahl den Vortritt zu lassen.

Fazit: Wählen Sie vorausschauend

Da die Kosten für die Herstellung von Spritzguss-Werkzeugen vergleichsweise hoch ausfallen, sollte die Werkstoffwahl immer mit Blick auf die Anforderungen, die Ihr Projekt (zukünftig) stellt, getroffen werden.

Dabei sind die Faktoren Kosten und Geschwindigkeit, die bei einfachen Formen das Pendel zugunsten von Aluminium ausschlagen lassen können, nicht die einzig bestimmenden. Erwägen Sie also alle Projektanforderungen, ehe Sie sich für einen Formwerkstoff entscheiden – und lassen Sie sich dabei professionell und auf die Besonderheiten Ihrer Kleinserienfertigung abgestimmt beraten.

 

SPRITZGUSS, RIM, CNC ODER 3D-DRUCK?

kunststofftechnik spritzguss

Bernhard Ulbl

Geschäftsführer Bereich Kunststofftechnik Tooling-Components Hintsteiner GmbH

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