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Wann Sie RIM-Fertigung konventionellem Spritzguss vorziehen sollten

Martin Hintsteiner | Juni 7, 2018

Wann Sie RIM-Fertigung konventionellem Spritzguss vorziehen sollten

Haben Sie schon vom Reaction Injection Molding – kurz RIM – gehört? Obwohl das Niederdruck-Spritzguss-Verfahren gerade in der Prototypen- und Kleinserienfertigung entscheidende Vorteile bieten kann, findet es nur selten in die ersten Erwägungen von Projektverantwortlichen und Konstrukteuren Eingang. Das mag ebenso auf mangelndes Wissen um die Preisvorteile des Verfahrens wie auf den Umstand zurückzuführen sein, dass aus unternehmensstrukturellen Gründen überhaupt nur wenige Kunststoffverarbeiter in der Lage sind, RIM-Fertigung für Kleinst- und Kleinserien anzubieten.

In diesem Beitrag erklären wir, worin die Vorzüge des Reaction Injection Moulding bestehen und in welchen Anwendungsbereichen es klassischen Spritzguss übertrifft.

RIM punktet mit kostengünstigem Werkzeugbau

Geht es um die Investitionskosten für den Formenbau, punktet das RIM-Verfahren mit deutlich geringeren Aufwänden als das herkömmliche Spritzgießen. Auch wenn letzteres unter Zuhilfenahme von Stammformen und Einsätzen in der Prototypen- und Kleinserienfertigung relativ ressourcenschonend umgesetzt werden kann, schlagen Aluminium- und Stahlwerkzeuge immer mit höheren Kosten zu Buche als die im RIM-Verfahren eingesetzten Polymerbeton- und Kunststoffvarianten.

Ein derart sparsamer Werkzeugbau ist möglich, da beim Reaction Injection Moulding zwei Komponenten in einem Mischkopf vermengt und unmittelbar als Reaktionsmasse in die Form eingespritzt werden, wo das Material aushärtet: Ein starker Zuhaltedruck wie beim konventionellen Spritzguss ist also nicht erforderlich, weshalb weniger druckstabile und somit günstigere Werkzeuge zum Einsatz gelangen können. Ausgehend von der Produktion eines einfachen Stoßfängers bedeutet das einen 5-10 Mal geringeren Invest in den Formenbau als bei herkömmlicher Spritzguss-Fertigung.

Trotz dieser Kostenvorteile weisen die formgebenden Werkzeuge, die im RIM-Verfahren zur Anwendung kommen, mit bis zu 2.500 Stück durchaus hohe Standzeiten auf. Für die Abdeckung von Vor- und Kleinserien kann das Reaction Injection Moulding also eine mehr als interessante Option sein – insbesondere weil die produzierten Formteile den späteren Serienteilen hinsichtlich Detailtreue, Wandstärke und Oberflächenstruktur grundlegend entsprechen.

Schäumwerkzeug

RIM beschleunigt den Start

Auch hinsichtlich der Werkzeug-Produktionsdauer hat das RIM-Niederdruckspritzgießen die Nase vorn: Denn Reaction Injection Molding ermöglicht – je nach Bauteilkomplexität – eine deutliche Prozessbeschleunigung gegenüber konventionellem Spritzguss. Sie können also davon ausgehen, 3 bis 4 Mal schneller in die Fertigung zu starten.

Werden die Anforderungen an die Stückzahlen allerdings höher, gewinnt das herkömmliche Spritzgießen wieder die Oberhand: Ein Teilebedarf von mehreren hundert Teilen pro Tag ist binnen kurzer Zeit mit dem RIM-Verfahren nicht (wirtschaftlich) abdeckbar, da bei der Teileproduktion von einer Zyklusdauer von rund 15 Minuten auszugehen ist. Stückzahlen von 5 bis 250 Stück pro Jahr sind hingegen realistisch und effizient produzierbar.

RIM eignet sich für große Formteile

Beim Reaction Injection Molding bestehen grundsätzlich kaum Größenbeschränkungen für fertigbare Formteile. Das Verfahren wird deshalb regelmäßig für die Herstellung von Komponenten mit einer Größe von 100 bis 2500 mm herangezogen. Dabei erweist sich das RIM-Niederdruck-Spritzgießen insgesamt als günstigste Produktionsform für große Formteile in der Prototypen- und Kleinserienfertigung. Denn wo konventioneller Spritzguss an seine Grenzen stößt, steigt die Wirtschaftlichkeit des Reaction Injection Molding proportional zur Bauteilgröße.

Rim

Knackpunkt Materialanforderung

Ob das RIM-Verfahren bei der Fertigung eines Bauteils zur echten Spritzguss-Alternative werden kann, entscheidet sich letztlich aber anhand der Toleranz- und Materialanforderungen: Besonders strenge Präzisionsvorgaben (kleiner als 0,5 mm) schließen das Reaction Injection Moulding als Herstellungsverfahren ebenso aus wie spezifische Auflagen, die nach den Eigenschaften von thermoplastischen Schmelzen verlangen.

Da das RIM-Verfahren ausschließlich zur Verarbeitung von Polyurethanen geeignet ist, kann es zwar keine derart große Materialvielfalt wie das konventionelle Spritzgießen aufweisen, aber mit seinen Materialeigenschaften in verschiedenen Anwendungsfeldern punkten: Im RIM-Verfahren gefertigte Formteile zeichnen sich etwa durch hohe Stabilität bei geringem Gewicht, guten mechanischen Eigenschaften sowie Wärmeformbeständigkeit aus. Da in der Herstellung nur wenig Druck zur Anwendung kommt, eignet es sich außerdem zum Umgießen drucksensibler (elektronischer) Komponenten.

Der Umstand, dass sich das Verfahren sowohl zur Herstellung von Gieß- als auch Integralschaumteilen eignet, macht es für verschiedene Branchen und Anwendungsbereiche interessant: Die produzierbaren Komponenten reichen von schall- und stoßdämpfenden Elementen in Fahrzeugen bis zu Gehäuseteilen für den medizintechnischen Bereich.

Fazit: RIM – der Hidden Champion

Gerade wenn es um die rasche und kostengünstige Produktion großer Formteile in der Prototypen- und Kleinserienfertigung geht, sollten Sie RIM als Spritzguss-Alternative in Erwägung ziehen. Sofern spezifische Toleranz- und Materialanforderungen der Fertigung aus PUR nicht im Wege stehen, ist das Niederdruck-Spritzgießen eine durchaus reizvolle Option.

 

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