Welche Materialien können beim kundenspezifischen Spritzgießen verwendet werden?
Wie man Spritzgießmaterialien auswählt
Die Auswahl des geeigneten Materials ist beim kundenspezifischen Spritzgießen von Kunststoffteilen entscheidend. Das Material muss mechanische Anforderungen wie Festigkeit, Steifigkeit und Schlagzähigkeit für die Funktion und den Endgebrauch des Teils erfüllen. Thermische Eigenschaften wie Wärmeformbeständigkeitstemperaturen und chemische Beständigkeit müssen basierend auf den Betriebsbedingungen bewertet werden. Ästhetische Qualitäten wie Oberflächengüte und Farbfähigkeit können erforderlich sein. Die Materialien müssen auch die Anforderungen des Produktionsprozesses hinsichtlich Fließeigenschaften, Schwindung und Verzugstendenzen erfüllen. Für Teile, die im Lebensmittel- oder Medizinbereich eingesetzt werden, sind FDA-konforme Harze unerlässlich. Auch die Produktionsmengen sollten berücksichtigt werden, da höhere Mengen möglicherweise wirtschaftlichere Harze erfordern, um die Kosten zu kontrollieren.
Gleichzeitig müssen wir auch geeignete Spritzgießmaterialien entsprechend den verschiedenen Verfahren auswählen, wie z. B. MIM-Metallpulver, das für das Metallspritzgießen geeignet ist, fortgeschrittene Keramik-Materialien, die für das Keramikspritzgießverfahren geeignet sind, und Kunststoff- und elastische Materialien, die für das Kunststoffspritzgießverfahren geeignet sind.
MIM-Materialklassifizierung
MIM (Metallspritzgießen) ist ein Fertigungsverfahren, das die Vorteile sowohl des Kunststoffspritzgießens als auch der traditionellen Pulvermetallurgie kombiniert, um hochpräzise, komplexe Metallteile herzustellen. Der MIM-Prozess umfasst das Mischen von Metallpulvern mit einem Bindemittel, um einen Formmassenstrang zu bilden, der dann in die gewünschte Form gespritzt wird. Das resultierende „Grünling“-Teil wird anschließend entbunden und gesintert, um ein Endteil mit hoher Dichte und Festigkeit herzustellen.
Es gibt eine Vielzahl von Materialien, die im MIM-Verfahren verwendet werden können, darunter:
Edelstahl: Dies ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien bei MIM. Es bietet hervorragende Korrosionsbeständigkeit und kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, von medizinischen Geräten bis hin zu Automobilkomponenten.
Niedriglegierte Stähle: Diese Materialien bieten ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Flexibilität, was sie gut für hochbelastete Anwendungen geeignet macht.
Werkzeugstähle: Diese Materialien werden zur Herstellung von Komponenten verwendet, die hohe Härte und Verschleißfestigkeit erfordern, wie z. B. Schneidwerkzeuge und Formen.
Titan: Dieses Material ist leicht und hat eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, was es zu einer beliebten Wahl für medizinische Implantate und Luft- und Raumfahrtanwendungen macht.
Kupfer: Dieses Material wird aufgrund seiner hervorragenden elektrischen und thermischen Leitfähigkeit verwendet, was es gut für elektrische und elektronische Komponenten geeignet macht.
Bei der Auswahl eines Materials für MIM müssen Faktoren wie Kosten, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit berücksichtigt werden. Im Allgemeinen sind Edelstahl und niedriglegierte Stähle die kosteneffektivsten Materialien für MIM, während Titan und Werkzeugstähle teurer sind. Kupfer ist ebenfalls relativ teuer, aber seine einzigartigen Eigenschaften machen es für bestimmte Anwendungen unverzichtbar.
MIM-Materialdatenblatt
Materialnummer | Eigenschaften | Anwendungen | |
|---|---|---|---|
Edelstähle | 17-4 PH | Hohe Festigkeit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit, gute Duktilität und Zähigkeit | Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte, Feuerwaffen, Sportgeräte |
316L | Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, gute Festigkeit und Duktilität | Medizinische Implantate, Anlagen für die chemische Verarbeitung, Marinekomponenten | |
420 | Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, moderate Korrosionsbeständigkeit | Schneidwerkzeuge, chirurgische Instrumente, Feuerwaffen | |
440C | Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit | Schneidwerkzeuge, Lager, chirurgische Instrumente | |
430 | Gute Korrosionsbeständigkeit, moderate Festigkeit und Duktilität | Küchenutensilien, Automobilzierleisten, elektronische Bauteile | |
Niedriglegierte Stähle | ASTM F-0005 | Hohe Festigkeit, hervorragende Verschleißfestigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit | Medizinische und zahnmedizinische Instrumente, Uhrengehäuse |
ASTM F-0008 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und medizinische Komponenten | |
ASTM F-0009 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Komponenten für Feuerwaffen, elektronische Geräte, Autoteile | |
ASTM F-0010 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, Autoteile, medizinische Geräte | |
ASTM F-0040 | Hohe Festigkeit, hervorragende Verschleißfestigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit | Schneidwerkzeuge, Komponenten für das Metallspritzgießen | |
ASTM F-0002 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Elektronische und elektrische Bauteile, Autoteile | |
ASTM F-0003 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Komponenten für Feuerwaffen, Autoteile, medizinische Geräte | |
ASTM F-0004 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, medizinische Geräte | |
ASTM F-0006 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Autoteile, elektronische Bauteile | |
ASTM F-0007 | Hohe Festigkeit, gute Duktilität, gute Korrosionsbeständigkeit | Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, Autoteile, medizinische Geräte | |
Werkzeugstähle | M2 | Hohe Härte und Verschleißfestigkeit, gute Zähigkeit und Bearbeitbarkeit. | Schneidwerkzeuge, Kaltarbeitwerkzeuge, Stempel, Matrizen. |
D2 | Hohe Verschleißfestigkeit und Druckfestigkeit, gute Zähigkeit. | Stempel, Matrizen, Stanz- und Umformwerkzeuge, Schermesser. | |
A2 | Hohe Zähigkeit und gute Maßhaltigkeit, hervorragende Verschleißfestigkeit. | Kaltarbeitwerkzeuge, Stempel, Matrizen, Schermesser. | |
S7 | Hohe Schlagzähigkeit, gute Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. | Schlagwerkzeuge, Matrizen, Umformwerkzeuge. | |
H13 | Hohe Zähigkeit und Härte, gute Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit. | Warmarbeitwerkzeuge, Druckgussformen, Strangpressmatrizen. | |
P20 | Gute Bearbeitbarkeit, hervorragende Polierfähigkeit, gute Zähigkeit und Verschleißfestigkeit. | Spritzgussformen, Blasformen, Strangpressmatrizen. | |
420 | Gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Härte und Verschleißfestigkeit. | Chirurgische Instrumente, Schneidwerkzeuge, Formen. | |
440C | Hohe Härte, gute Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit, hervorragende Kantenhaltung. | Messerklingen, Lager, chirurgische Instrumente. | |
Wolframlegierungen | W-Ni-Fe | Hohe Dichte, hervorragende Abschirmung gegen Strahlung, gute mechanische Eigenschaften. | Medizingeräte, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Nuklearindustrie. |
W-Ni-Cu | Hohe Dichte, hervorragende Verschleißfestigkeit, gute mechanische Eigenschaften. | Ausgleichsgewichte, Vibrationsdämpfung, Bohrstangen. | |
W-Cu | Hohe Wärmeleitfähigkeit, hervorragende elektrische Leitfähigkeit, gute Verschleißfestigkeit. | Elektroden, Kühlkörper, elektrische Kontakte. | |
W-Ni-Cu-Fe | Hohe Dichte, hervorragende Bearbeitbarkeit, gute mechanische Eigenschaften. | Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Medizingeräte, Strahlenschutz. | |
W-Ni-Cu-Mn | Hohe Dichte, hervorragende Bearbeitbarkeit, gute mechanische Eigenschaften. | Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Medizingeräte, Strahlenschutz. | |
Kobaltlegierungen | Co-Cr-Mo | Hohe Festigkeit, hervorragende Korrosions- und Verschleißfestigkeit, biokompatibel. | Medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, industrielle Ausrüstung. |
Co-Cr-W | Hohe Festigkeit, hervorragende Korrosions- und Verschleißfestigkeit, gute Bearbeitbarkeit. | Turbinenschaufeln, Heißsection-Komponenten, medizinische Implantate. | |
Co-Cr-Mn | Hohe Festigkeit, hervorragende Korrosions- und Verschleißfestigkeit, gute Biokompatibilität. | Medizinische Implantate, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, industrielle Ausrüstung. | |
Co-Ni-Cr | Hohe Festigkeit, gute Korrosions- und Verschleißfestigkeit, gute Bearbeitbarkeit. | Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, industrielle Ausrüstung, marine Anwendungen. | |
Co-W | Hohe Festigkeit, hervorragende Verschleißfestigkeit, gute Bearbeitbarkeit. | Schneidwerkzeuge, verschleißfeste Komponenten, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung. | |
Titanlegierungen | Ti-6Al-4V | Hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, hervorragende Korrosionsbeständigkeit, biokompatibel. | Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, medizinische Implantate, Sportgeräte. |
Ti-6Al-7Nb | Gute Festigkeit und Biokompatibilität, niedriger Elastizitätsmodul. | Medizinische Implantate, Zahnimplantate, chirurgische Instrumente. | |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo | Hohe Festigkeit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit, gute Kriechbeständigkeit. | Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, marine Anwendungen, Sportgeräte. | |
Ti-5Al-2.5Sn | Gute Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, hervorragende Umformbarkeit. | Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, medizinische Implantate, Sportgeräte. | |
Ti-6Al-2Sn-4V-2Mo | Hohe Festigkeit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit, gute Ermüdungsbeständigkeit. | Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, marine Anwendungen, Sportgeräte. | |
Kupferlegierungen | Cu-10Sn | Hohe Festigkeit, gute Verschleißfestigkeit, hervorragende Bearbeitbarkeit. | Elektrische Steckverbinder, elektronische Bauteile, Schalter. |
Cu-8Ni-4Si | Gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, hervorragende Wärmeleitfähigkeit. | Elektrische Kontakte, Kühlkörper, elektronische Bauteile. | |
Cu-Ni-Sn | Gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, hervorragende elektrische Leitfähigkeit. | Elektrische Kontakte, elektronische Bauteile, Schalter. | |
Cu-25Zn | Gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, hervorragende Wärmeleitfähigkeit. | Wärmetauscher, elektrische Steckverbinder, elektronische Bauteile. | |
Cu-10Ni-4Si | Gute Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, hervorragende Wärmeleitfähigkeit. | Elektrische Kontakte, Kühlkörper, elektronische Bauteile. |
CIM-Materialklassifizierung
Das Keramikspritzgießen nutzt eine breite Palette technischer Keramikmaterialien, um Komponenten mit spezifischen Eigenschaften und Leistungsmerkmalen herzustellen. Wir klassifizieren CIM-Materialien basierend auf Zusammensetzung und Eigenschaften in Kategorien wie Oxide, Nicht-Oxide, Ferrite und mehr, um die Materialauswahl für verschiedene Anwendungen zu leiten.
Das Keramikspritzgießen (CIM) nutzt eine vielfältige Palette technischer Keramikmaterialien, die in die folgenden Hauptkategorien eingeteilt werden können:
Oxidkeramiken: Oxidkeramiken stellen eine Hauptklasse von Keramikmaterialien dar, die in Spritzgießanwendungen verwendet werden. Sie bestehen aus metallischen Elementen, die mit Sauerstoff kombiniert sind, wie Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid und Berylliumoxid. Oxidkeramiken bieten außergewöhnliche Härte, Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturstabilität.
Nicht-Oxidkeramiken: Nicht-Oxidkeramiken sind Keramikmaterialien, die keine metalloxidischen Verbindungen als Hauptbestandteile enthalten. Diese Klasse umfasst Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Borcarbid und Aluminiumnitrid. Nicht-Oxidkeramiken weisen hohe Festigkeit, Bruchzähigkeit und hervorragende Thermoschockbeständigkeit selbst bei extrem hohen Temperaturen auf.
Spezialkeramiken: Dazu gehören fortschrittliche Materialien, die für bestimmte Anwendungen und Eigenschaften wie Biokompatibilität, Piezoelektrizität und mehr entwickelt wurden. Unser Portfolio an Spezialkeramiken umfasst einzigartige Materialien wie Piezokeramiken, bioaktive Materialien, Glas und Nanokeramiken mit maßgeschneiderten Funktionen.
Die Auswahl des richtigen Materials für das Keramikspritzgießen erfordert die Bewertung wichtiger Überlegungen wie der benötigten mechanischen, thermischen, elektrischen und chemischen Eigenschaften, der Materialkosten, der Teilgeometrien, der Anforderungen an die Nachbearbeitung, des rheologischen Verhaltens beim Formen und der Toxizität. Unsere Experten helfen Ihnen bei der Auswahl der idealen Keramikzusammensetzung, die auf Ihre Anwendung zugeschnitten ist.
CIM-Materialdatenblatt
Materialnummer | Eigenschaften | Anwendungen | |
|---|---|---|---|
Oxidkeramik | Aluminiumoxid (Al2O3) | Hervorragende Härte, Verschleißfestigkeit, Festigkeit und Steifigkeit. Hochtemperaturstabilität bis ca. 1700°C | Schneidwerkzeuge und verschlissene Teile, medizinische Implantate, Hochspannungsisolatoren, ballistische Panzerung |
Zirkoniumdioxid (ZrO2) | Hervorragende Biegefestigkeit und Flexuralfestigkeit, niedrige Wärmeleitfähigkeit, biokompatibel und chemisch inert | Orthopädische Implantate, zahnmedizinische Restaurationen wie Kronen und Brücken, Kugellager und Rollen, Ventilkomponenten in Motoren | |
Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid | Hervorragende Härte, Verschleiß- und Abriebfestigkeit, gute Thermoschockbeständigkeit | Schneidwerkzeuge und Verschleißteile, Hochleistungslager und Kugelventile, Motorbauteile wie Kolben und Zylinder, | |
Nicht-Oxidkeramiken | Siliziumkarbid (SiC) | Extreme Härte und Festigkeit, überlegene Hochtemperaturfähigkeit, hervorragende Wärmeleitfähigkeit | Raketendüsen und Motorbauteile, Wärmetauscher und Kühlkörper, Leistungselektronik und LEDs |
Siliziumnitrid (Si3N4) | Hohe Festigkeit und Bruchzähigkeit, gute Kriechbeständigkeit bei hohen Temperaturen, hervorragende Thermoschockbeständigkeit | Automobil-Motorbauteile wie Turbolader, industrielle Gasturbinenkomponenten, Kugellager für Hochspindeln | |
Borcarbid | Extrem hart mit chemischer Inertheit | Ballistische/kugelsichere Panzerplatten und Helme |
Klassifizierung von Kunststoff-Spritzgießmaterialien
Wir klassifizieren Kunstharze für das Spritzgießen in Kategorien wie Standard-Thermoplaste, technische Thermoplaste, Hochtemperaturkunststoffe und mehr, basierend auf Polymertyp, Eigenschaften und Leistung. Dies leitet die Materialauswahl für verschiedene Teileanforderungen.
Sie können sich auf die folgenden Kategorien beziehen, um das richtige Spritzgießmaterial für Ihre Anwendungen auszuwählen:
Standard-Thermoplaste Bezieht sich auf eine Kategorie weit verbreiteter, wirtschaftlicher Kunststoffmaterialien, die durch Spritzgieß- und Extrusionsverfahren verarbeitet werden. Mit niedrigen Kosten und breiter Verfügbarkeit, einfacher Verarbeitung, Recycelbarkeit und Einschränkungen bei der Temperaturbeständigkeit. Produkte, die häufig im täglichen Leben verwendet werden.
Technische Thermoplaste: Wie PEEK, Nylon und Polycarbonat weisen überlegene mechanische und thermische Eigenschaften im Vergleich zu Standardkunststoffen auf, was sie für anspruchsvollere Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Industriebranche geeignet macht. Ihre maßgeschneiderten Polymerstrukturen verleihen ihnen eine höhere Leistung.
Hochtemperatur-Thermoplaste: Wie PEEK, PPS und Polyimid behalten ihre Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen über 260°C bei. Ihre hohe Hitzebeständigkeit macht sie ideal zum Ersatz von Metallen in rauen Umgebungen wie Automotoren, Luft- und Raumfahrtsystemen und industriellen Geräten.
Spezialkunststoffe: Umfassen einzigartige, entwickelte thermoplastische Harze, die für spezielle Eigenschaften und Leistungen wie extreme chemische Beständigkeit, Biokompatibilität, hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, kontrollierte Reibung oder Leitfähigkeit maßgeschneidert sind. Ihre verbesserten Fähigkeiten eignen sich für anspruchsvolle Anwendungen.
Duroplaste Enthalten vernetzte Polymerketten, die ihnen Maßhaltigkeit, Härte und Hitzebeständigkeit verleihen. Häufige Duroplaste für das Spritzgießen umfassen Phenol-, Epoxid-, Silikon- und Polyurethanharze, die für Anwendungen geeignet sind, die präzise Abmessungen, Steifigkeit und Beständigkeit gegen hohe Temperaturen erfordern.
Datenblatt für Kunststoffspritzgießmaterialien
Materialnummer | Eigenschaften | Anwendungen | |
|---|---|---|---|
Standard-Thermoplaste | Polystyrol (PS) | PS ist in zwei Hauptformen erhältlich: kristallklar (GPPS) und schlagfest (HIPS). | Es wird in Verpackungen, Einwegbesteck, CD-Hüllen und Haushaltsgegenständen verwendet. |
Polypropylen (PP) | PP ist ein weiteres kosteneffektives Thermoplast mit hoher chemischer Beständigkeit | Es eignet sich für Verpackungen, Automobilkomponenten, Haushaltswaren und medizinische Geräte. | |
Technische Thermoplaste | Polyamid (PA/Nylon) | Nylon ist ein vielseitiger technischer Thermoplast mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, hoher Zugfestigkeit und Verschleißfestigkeit. | Es wird häufig in Autoteilen, Zahnrädern, Lagern und elektrischen Steckverbindern verwendet. |
Polyoxymethylen (POM/Acetal) | POM ist ein reibungsarmer technischer Thermoplast mit guten mechanischen Eigenschaften | Es eignet sich für Zahnräder, Lager und andere Präzisionskomponenten. | |
Hochtemperatur-Kunststoffe | Polyetheretherketon (PEEK) | Beständig gegen über 300°C, inert. Eigenschaften: Behält Festigkeit und Zähigkeit bei hohen Temperaturen. | Es wird in der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Medizin sowie Öl- und Gasanwendungen verwendet. |
Polyimid (PI) | Es widersteht über 260°C, geringer Rauch/toxisch. Eigenschaften: Überlegene dielektrische Eigenschaften. | Es wird in der Luft- und Raumfahrt-, Elektronik- und Halbleiterindustrie verwendet. | |
Polyetherimid (PEI) | PEI bietet Hochtemperaturbeständigkeit, hervorragende mechanische Eigenschaften, eine amorphe Struktur und hohe Hitzebeständigkeit. Eigenschaften: Geringe Rauchentwicklung, feuerfest. | Es eignet sich für elektrische Steckverbinder, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt und Autoteile. | |
Spezialkunststoffe | Polyphenylensulfid (PPS) | Extreme chemische Beständigkeit, sehr steif. Eigenschaften: Maßhaltigkeit in heißem Wasser/Dampf. | PPS findet Anwendungen in verschiedenen industriellen Komponenten wie Pumpen, Ventilen, Lagern und Dichtungen. |
Flüssigkristallpolymere (LCP) | Hohe Festigkeit und hervorragende Maßhaltigkeit. Eigenschaften: Beständigkeit gegen Säuren, Laugen und Kohlenwasserstoffe. | Es wird häufig in elektronischen Steckverbindern und Schaltern verwendet. | |
Polytetrafluorethylen (PTFE) | Niedrigster Reibungskoeffizient, chemisch inert. Eigenschaften: Flache Reibungsoberfläche, antihaftend. | Es wird in Beschichtungen für Kochgeschirr, Dichtungen und Packungen verwendet. | |
Duroplastische Materialien | Silikonkautschuk | Silikonkautschuk kann extrem hohe und niedrige Temperaturen aushalten, ohne seine Flexibilität oder mechanischen Eigenschaften zu verlieren. Von -60°C bis 250°C (-76°F bis 482°F). | Hydraulikdichtungen, medizinische Implantate, Sauger für Babyflaschen und Telefonhüllen. |
Fluorsilikon | Es wurde entwickelt, um eine erhöhte Beständigkeit gegen Kraftstoffe, Öle, Lösungsmittel und andere aggressive Chemikalien zu bieten, was es für spezifische Anwendungen geeignet macht, bei denen herkömmlicher Silikonkautschuk möglicherweise keine ausreichende chemische Beständigkeit bietet. | Dichtungen für die Öl- und Gasindustrie, Dichtungen für chemische Lösungsmittel, elektrische Steckverbinder |
