Vakuumguss komplexer Automobilstrukturteile

Nylonähnlicher PU-Guss für unregelmäßige, multifunktionale Automobilkomponenten

Automobilstrukturteile kombinieren oft mehr Geometrie, als ihre Gesamtgröße vermuten lässt. Gekrümmte Oberflächen, Rippen, erhabene Bereiche, vertiefte Bereiche, Befestigungsmerkmale und Änderungen der Abschnittshöhe können alle in ein einziges Teil integriert werden.

Für dieses Projekt benötigte der Kunde ungefähr 20 schwarze Automobilstrukturteile. Die Komponente hatte ein langes, unregelmäßiges Profil mit mehreren gekrümmten Übergängen und Merkmalen, die in verschiedene Richtungen verliefen.

Die Herstellung jedes Teils durch CNC-Bearbeitung hätte wiederholte Rüstvorgänge und einen komplizierteren Werkzeugzugang erfordert. Stattdessen stellten wir ein Urmodell her und verwendeten Silikonform-Vakuumguss mit nylonähnlichem Polyurethan (PU), um die vollständige Struktur zu reproduzieren.

Eine Silikonform konnte typischerweise ungefähr 20 Teile produzieren, was dies zu einer praktischen Lösung für die Kleinserienfertigung für die vom Kunden geforderte Menge machte.

Projektdetails

Ein Strukturteil mit mehr als einfachen Kurven

Die Herausforderung bei der Herstellung dieser Komponente ergab sich aus der Kombination von Merkmalen innerhalb einer durchgehenden Struktur.

Das Teil umfasst einen langen, unregelmäßigen Körper zusammen mit:

• Gekrümmte und sich ändernde Oberflächenprofile
• Erhabene und vertiefte Bereiche
• Lokale Rippen und Stützmerkmale
• Kleine Vorsprünge und Befestigungsstrukturen
• Nach verschiedenen Richtungen ausgerichtete Merkmale
• Enge Übergänge zwischen strukturellen Bereichen

Diese Eigenschaften unterscheiden das Teil von einem herkömmlichen kastenförmigen Gehäuse oder einer flachen Kunststoffabdeckung.

Bei der Verwendung von CNC-Bearbeitung können einige Merkmale zusätzliche Ausrichtungen, Vorrichtungen oder Werkzeugansätze erfordern. Für eine Charge von ungefähr 20 identischen Komponenten wird die gleiche Fertigungskomplexität für jedes Teil wiederholt.

Der Vakuumguss bot eine andere Herangehensweise an die Geometrie.

Geometrie einmal erfassen, dann replizieren

Für dieses Projekt wurde die komplexe Geometrie zuerst im Urmodell.

Eine Silikonform wurde dann um das fertige Urmodell herum erstellt, wobei die gekrümmten Oberflächen, lokalen Vorsprünge, Rippen, Übergänge und andere strukturelle Details erfasst wurden.

Die Produktionslogik wurde:

Komplexes Urmodell → Silikonform → Nylonähnliches PU → Wiederholte Strukturteile

Sobald die Geometrie in das Silikonwerkzeug übertragen war, konnte die gleiche komplexe Form wiederholt reproduziert werden, ohne jedes Merkmal für jedes einzelne Teil aus massivem Material zu bearbeiten.

Für Kleinserienteile mit unregelmäßiger Geometrie kann dieser Replikationsansatz einen erheblichen Kostenvorteil bieten.

Einteiliger Guss für multidirektionale Merkmale

Ein wichtiger Vorteil von Silikonwerkzeugen ist ihre Flexibilität beim Entformen.

Bei geeigneten Geometrien können so Merkmale mit unterschiedlichen Ausrichtungen und lokalen Hinterschneidungen in ein einziges Gussteil.

Das war besonders nützlich für dieses Automobilstrukturteil.

Die Herstellung der Komponente als ein Teil vermied die Aufteilung des Designs in mehrere einfachere Abschnitte und deren anschließende Verbindung.

Dies hilft zu reduzieren:

• Verbindungsschweißnähte
• Zusätzliche Montagearbeiten
• Ausrichtungsvariationen
• Verbindungsbedingte Maßabweichungen
• Sichtbare Verbindungsbereiche

Das Ergebnis ist eine integriertere Strukturkomponente für die anschließende Kundenbewertung und Montage.

Nylonähnliches PU für strukturelle Prototypenteile

Ein nylonähnliches Polyurethan (PU)-Gießharz wurde gemäß den Materialanforderungen des Kunden ausgewählt.

Nylonähnliches PU kann ein nützliches Gleichgewicht zwischen Zähigkeit, Schlagfestigkeit, moderater Flexibilität und struktureller Festigkeit bieten und gleichzeitig komplexe gegossene Details reproduzieren.

Dies macht es geeignet für bestimmte strukturelle Automobilprototypen und Kleinserienkomponenten, bei denen der Kunde mehr funktionelles Verhalten als ein rein kosmetisches Modell benötigt.

Nylonähnliches PU ist nicht identisch mit Produktions-PA6 oder PA66. Wo Tests von exakten Produktions-Nylon-Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit oder spezifizierten Automobilmaterialstandards abhängen, sollte das endgültige Produktionsmaterial separat bewertet werden.

Warum Menge und Geometrie zusammen betrachtet werden müssen

Allein die geringe Menge macht den Vakuumguss nicht automatisch zum besten Verfahren.

Die Geometrie ist genauso wichtig.

Eine einfache 20-teilige Kunststoffkomponente kann immer noch wirtschaftlich durch CNC-Bearbeitung hergestellt werden. Aber wenn diese 20 Teile komplexe Kurven, mehrere Merkmalsrichtungen, unregelmäßige Übergänge und schwer zugängliche Bereiche enthalten, wird die wiederholte Bearbeitung zu einem größeren Teil der Gesamtkosten.

Für dieses Projekt konnte eine Silikonform typischerweise ungefähr 20 Güsse.

Anstatt komplexe Bearbeitungsvorgänge über die gesamte Charge zu wiederholen, konnte der Kunde einmal in das Urmodell und die Silikonwerkzeuge investieren und dann die Teile replizieren.

Dort lag der Kostenvorteil.

Kleinserien-Urethan-Guss für Automobilteile

Dieses Projekt demonstriert eine nützliche Anwendung von Vakuumguss und Urethan-Guss für komplexe Automobilstrukturteile.

Die Fertigungsstrategie wurde bestimmt durch:

Unregelmäßige Geometrie + Multidirektionale Merkmale + Einteilige Konstruktion + Nylonähnliches PU + Ca. 20 Teile

YS Precision unterstützt den Kleinserien-Vakuumguss für kundenspezifische Automobilstrukturteile und andere komplexe Kunststoffkomponenten.

Senden Sie uns Ihre 3D-CAD-Dateien, die erforderliche Menge, Materialanforderungen, kritische Abmessungen und die beabsichtigte Anwendung. Wir können die Geometrie prüfen und bewerten, ob Vakuumguss, CNC-Bearbeitung oder ein anderes Fertigungsverfahren besser geeignet ist.