3D-Druck vs. Silikonformung vs. Stahlform

3D-Druck, Silikonformung, Stahlform, welche ist die beste Lösung für Sie

Stehen Sie bei der Entwicklung neuer Produkte vor der Entscheidung zwischen 3D-Druck, Silikonformung und Stahlformung? In diesem Artikel analysieren wir drei wichtige Prozesse und zeigen Ihnen, wie Sie die Produktionsmethode optimal an Ihr Entwicklungsstadium und Ihre Marktkapazität anpassen. Sollten Sie noch Fragen haben, kontaktieren Sie unsere Ingenieure am Ende dieses Artikels für individuelle Lösungen zur Produktentwicklung.

 

3D-Druck – Agile Entwicklung ohne Formkosten

Was ist 3D-Druck?

 3D-Druck ist ein Verfahren zum direkten Aufbau dreidimensionaler Körper durch schichtweises Aufeinanderschichten von Materialien (Kunststoff/Harz/Metall), ohne dass Formen erforderlich sind, um maximale Gestaltungsfreiheit zu gewährleisten. Es handelt sich um ein Verfahren zur Herstellung von Objekten basierend auf einem digitalen Modell durch akkumulative Materialverarbeitung. Im Gegensatz zur CNC-Bearbeitung (subtraktive Materialfertigung) oder zum Gießen (Isomaterialfertigung) umfasst das gängige Verfahren drei Methoden der Materialakkumulation: FDM-Schmelzextrusion von Thermoplasten, SLA-UV-Laserhärtung von Flüssigharzen und SLS-Lasersintern von Polymerpulvern. Nach der Nachbearbeitung der geformten Rohlinge können fertige Teile hergestellt werden.

Welche Informationen müssen Kunden angeben?

Wenn Ihr neu entwickeltes Produkt 3D-Prototyping erfordert, müssen Sie die erforderlichen Dokumente bereitstellen: 3D-Modell (STP/IGS-Format) und Parameteranforderungen: Maßtoleranzen, Anforderungen an die Oberflächenbehandlung (Lackierung/Beschichtung), Funktionsanforderungen (Temperatur-/Schlagfestigkeit) und Anwendungsszenarien des Endprodukts. Unsere Ingenieure analysieren die von Ihnen bereitgestellten Informationen und unterbreiten Ihnen professionelle Vorschläge zur Produktionsdurchführbarkeit. Wenn Sie keinen Designer haben, der 3D-Zeichnungen für Sie erstellt, bietet Grandshine Ihnen auch Produktdesign-Dienstleistungen an.

Für den 3D-Druck geeignete Produkttypen

Der 3D-Druck wird hauptsächlich in der frühen Phase der Produktentwicklung eingesetzt, um Produktdesignkonzepte zu überprüfen, die Produktstruktur zu analysieren und grundlegende Funktionen zu demonstrieren. Mit dem 3D-Druck lassen sich Strukturen herstellen, die mit herkömmlichen Verfahren nicht realisierbar sind, wie z. B. Skelettteile, medizinische Geräte, chirurgische Führungen, Zahnmodelle usw., und die Machbarkeit des Produktdesigns kann kostengünstig demonstriert werden.

Welche Materialien können durch 3D-Druck hergestellt werden?

Dank kostengünstigem Rapid Prototyping können mit 3D-Druck Kunststoffprodukte wie PLA, ABS, Nylon, PETG usw. hergestellt werden; hochfeste und hochtemperaturbeständige Produkte wie PC, PP, Peek und lichtempfindliches Harz sowie Standardharzprodukte mit hoher Präzision und glatter Oberfläche. Wenn Sie sich nicht sicher sind, welches Material Sie für den 3D-Druck benötigen, erläutern Sie unserem Engineering-Team einfach das Anwendungsszenario Ihres Produkts und die erforderliche Testkategorie. Wir beraten Sie gerne.

Vor- und Nachteile des 3D-Drucks

Die Vorteile des 3D-Drucks liegen in der Möglichkeit, ohne Formkosten zu produzieren, ab 1 Stück zu bestellen und innerhalb von 5 Tagen zu liefern, sowie in der Möglichkeit, das Produktdesign schnell und kostengünstig zu begründen, komplexe Strukturen in einem Durchgang zu unterstützen und Änderungen und Aktualisierungen des Designs vorzunehmen.

 

Der 3D-Druck hat jedoch auch offensichtliche Nachteile, wie hohe Stückkosten, geringe Effizienz in der Massenproduktion und die Unfähigkeit, Funktionstests oder Massenproduktionen durchzuführen. Befindet sich Ihr Produkt in der Anfangsphase des Designs, können Sie den 3D-Druck zur Demonstration des Produktdesigns sowie für zahlreiche Modifikationen und Anpassungen nutzen. Für die Probeproduktion kleiner Stückzahlen bietet sich der Silikonformservice von Grandshine an.

 

Silikonformen – die goldene Wahl für die Kleinserien-Testproduktion

Was ist Silikonformen?

Silikon-Umformung (auch bekannt als Vakuumspritzguss, Silikon-Weichform) ist eine Methode, bei der 3D-gedruckte Prototypteile als Mastermodell verwendet werden. Die Silikonform wird kopiert und anschließend in einer Vakuumumgebung für die Kleinserienproduktion von Kunststoffteilen verwendet. Der Hauptzweck besteht darin, den Bedarf an Probeproduktionen in Kleinserien (Dutzende bis Hunderte von Teilen) zu decken, ohne teure Stahlformen zu öffnen und schnell die Leistung von Spritzgussteilen für Tests vor der Markteinführung oder die Benutzererfahrung vor der Produktentwicklung zu erreichen.

Produktionsprozess von Silikonformen

Das Silikon-Umformen umfasst vier Hauptschritte:

Schritt 1: 3D-Druck (z. B. lichtempfindliches Harz/SLA) wird verwendet, um einen hochpräzisen Produktprototyp (d. h. eine Masterform) herzustellen. Im Allgemeinen kann die Genauigkeit 0,2 mm erreichen.

Schritt 2: Befestigen Sie die Masterform im Formrahmen und gießen Sie flüssiges Silikon hinein. Schneiden Sie nach dem Aushärten das Silikon ab und entfernen Sie die Masterform, um einen Hohlraum zu bilden (d. h. eine weiche Silikonform).

Schritt 3: Legen Sie die weiche Silikonform in die Vakuumgussvorrichtung, spritzen Sie PC, ABS, PP, POM, PU und andere Materialien in die Silikonform; entformen Sie sie nach dem Aushärten und erhalten Sie die Replik.

Schritt 4: Oberflächenbehandlung, beispielsweise Ölbesprühen oder Galvanisieren.

 

Welche Produkte können durch Silikon-Umformung hergestellt werden??

Durch Silikon-Umformung können kleine Mengen verschiedener Produkte hergestellt werden:

Produkte aus Hartmaterialien (wie ABS, PP, PC): wie Schalen, Knöpfe, Schutzhüllen etc.

Produkte aus weichen Materialien (wie TPU, TPR): wie etwa Griffe für medizinische Geräte, weiche Dichtungen, Autoinnenteile.

Produkte aus transparentem Material in optischer Qualität: wie Scannerlinsen und optische Produkte.

Produkte aus schwer entflammbaren oder lebensmittelechten Spezialmaterialien: wie zum Beispiel Gehäuse für Haushaltsgeräte oder Küchenutensilien aus Silikon.

Die Präzision des Silikonformens kann 0,2 mm erreichen, was fast der Maßgenauigkeit von Stahlformprodukten entspricht. Diese Technologie findet breite Anwendung in der Unterhaltungselektronik, der Medizintechnik, der Automobilindustrie, der Geschenkartikelbranche, der Haushaltsgerätebranche und anderen Bereichen.

Zuverlässigkeit des Silikonformens

Sie befürchten möglicherweise, dass Kleinserienprodukte aus Silikon-Umformung den Zuverlässigkeitstest nicht bestehen. Das ist aber kein Grund zur Sorge. Die meisten Silikon-Umformprodukte erreichen eine Festigkeit von 80% und sind somit für den kurzfristigen Einsatz solide und zuverlässig. Darüber hinaus besteht dieses Kleinserienprodukt den Temperaturzyklustest von -30 °C bis 80 °C. Es besteht auch die Zertifizierungsprüfungen nach EN71-3 (Spielzeug) und RoHS (Elektronik). Daher sind die kurzfristigen Silikon-Umformprodukte solide und zuverlässig und erfüllen Ihre Anforderungen im Vorfeld des Verkaufs.

Vor- und Nachteile des Silikonformens

Silikon-Umformung bietet einen großen Vorteil: Die Kosten für die Form betragen nur 1–51 TP3T einer Stahlform (1 TP4T200–1 TP4T800). Die Lieferzeit für die Form ist ebenfalls sehr kurz und beträgt in der Regel 10–15 Tage bis zur Lieferung der ersten Charge. Bei Stahlformen dauert die Herstellung 20–40 Tage, die Produktentwicklung mindestens 45 Tage. Silikon-Umformung ermöglicht die Produktion kleiner Chargen. Mit einer Silikon-Umformung können 20–50 Produkte mit größerer Flexibilität hergestellt werden, und die Produktoberfläche ähnelt der von Spritzgussteilen. Stahlformen erfordern in der Regel eine Mindestbestellmenge von 1.000 Stück oder mehr, und auch die Farbanpassung unterliegt minimalen Einschränkungen.

Silikonformen haben jedoch auch offensichtliche Nachteile. Erstens erreicht die Maßgenauigkeit des Produkts nur ±0,2 mm (geringer als bei Stahlformen – hochpräzise Stahlformen erreichen 0,01 mm). Zweitens sind Silikon-Umformprodukte schlecht witterungsbeständig und vergilben und verformen sich über längere Zeit leicht. Sie erfüllen daher nicht die Anforderungen einer langfristigen Nutzung. Schließlich ist die Lebensdauer der Formen kurz. Bei einer Produktion von mehr als 50 Formen kann es zu Verformungen und einem erhöhten Maßfehlerrisiko kommen.

Unser Silikonformservice

Wenn Ihre Produktentwicklungsprognose weniger als 200 Stück beträgt, können Sie das Silikonformverfahren von Grandshine in Betracht ziehen. Die maximale Größe von Silikonformen liegt in der Regel bei 1000 mm x 1000 mm. Bei einer Produktentwicklungsprognose von mehr als 500 Stück empfehlen wir die Verwendung von Stahlformen. Grandshine bietet Unterstützung bei der Herstellung von Stahlformen mit niedrigen Mindestbestellmengen für Start-ups und neue Projekte. Erste Bestellungen beginnen bei 500 Stück. So erhalten Sie hochpräzise und qualitativ hochwertige Produkte zu geringen Kosten für Markttests und -validierungen.

 

Stahlform – Die optimale Produktionslösung für die Massenproduktion

Was ist eine Stahlform?

Eine Stahlform ist eine Metallform, die in der Fertigungsindustrie für die Massenproduktion mit hoher Präzision verwendet wird. Sie wird normalerweise aus hochwertigem Stahl (wie P20, H136, NAK80, 718H usw.) durch CNC-Bearbeitung, Funkenerosion (EDM), Polieren und andere Präzisionsverfahren hergestellt.

Es gibt 5 Hauptproduktformtypen für Stahlformen

Kunststoff-Spritzgussformen: Wird hauptsächlich für die Massenproduktion von Kunststoffteilen und Produkten wie Mobiltelefonen, Tablet-PCs und anderen elektronischen Produktgehäusen, Gehäusen für medizinische Geräte, Innenverkleidungen von Autos, Lampenschirmen, Zahnbürsten, Flaschenverschlüssen, Gehäusen für Küchengeräte und anderen Gegenständen des täglichen Bedarfs verwendet.

Druckgussformen: Wird hauptsächlich in der Massenproduktion von Aluminium-/Zink-/Magnesiumlegierungen und anderen Metallprodukten verwendet. Zu den Produkten gehören Mittelrahmen für Tablet-PCs, Metallgehäuse für Elektrowerkzeuge und Industrieprodukte wie Kühlkörper.

Stanzformen: wird hauptsächlich zum Stanzen/Biegen/Strecken von Blechen verwendet. Zu den Produkten gehören Metallmittelrahmen für Mobiltelefone, Gehäuse von Wechselrichtern und Energiespeicherbatterien, Edelstahltöpfe und andere Küchenutensilien.

Blasformen: Wird hauptsächlich in der Massenproduktion von hohlen Kunststoffprodukten verwendet. Zu den Produkten gehören Getränkeflaschen, Kosmetikflaschen und andere Behälterprodukte.

Silikonformen: Wird hauptsächlich für die Massenproduktion von weichen Silikonprodukten verwendet, wie etwa Scannergriffen, Fahrradgriffen, Silikon-Babyprodukten, Silikon-Eisgittern, Silikon-Kuchenformen, Silikon-Bonbonformen, Silikondichtungen und anderen Produkten.

Grandshine verfügt über 20 Jahre Erfahrung im Formenbau und fertigt für Sie maßgeschneiderte Spritzgussformen, Silikonformen, Druckgussformen und Stanzformen für verschiedene Produkte. Grandshine bietet Ihnen ein umfassendes Produktionsmanagement der gesamten Lieferkette – vom Produktdesign über die Formenherstellung bis hin zur Massenproduktion und Produktmontage.

 

Herstellungsprozess von Stahlformen

Der gesamte Produktionsprozess einer Stahlform umfasst 8 Schlüsselphasen.

(1) Produktanalyse und -design: Unser Ingenieurteam überprüft die Produktdesignzeichnungen auf Entformungsschrägen, Fleischdicke, Trennlinien usw., optimiert die Struktur, um das Risiko einer Formöffnung zu verringern, erstellt einen DFM-Bericht und führt ein vollständiges 3D-Formdesign sowie eine Formflussanalyse durch.

2) Stahlauswahl: Normalerweise wird gehärteter Stahl H136 gewählt und einer Abschreck- und Härtungsbehandlung unterzogen, damit die Form eine Lebensdauer von 500.000 Mal erreichen kann.

(3) CNC-Präzisionsbearbeitung.

(4) Spezialbearbeitung (EDM und Drahtschneiden usw.): Genauigkeit von ± 0,003 mm, Oberflächengüte Ra 0,4 μm.

(5) Oberflächenbehandlung: Je nach gewünschter Endwirkung des Produkts kann die Oberflächenstruktur des Produkts durch Polieren, Gerben oder Oberflächenhärten (z. B. Nitrieren) verbessert werden.

6) Modulmontage.

(7) T0-Probeform und Korrektur: Überprüfen Sie, ob die Struktur und das Erscheinungsbild des Produkts den Anforderungen entsprechen, und beurteilen Sie, ob die Produktionseffizienz den Anforderungen für eine effiziente Massenproduktion gerecht wird.

8) Wartung und Lieferung der Formen.

Jede dieser acht Phasen stellt das fachliche und technische Niveau des Ingenieurs auf die Probe. Ein gutes Ingenieurteam kann jedes Detail der Form in jeder Produktionsphase mit höchster Präzision fertigen. Ein unprofessionelles Ingenieurteam kann keine hohe Formqualität und -präzision erreichen, was in späteren Produktionsphasen zu verschiedenen Produktqualitätsproblemen sowie zu Lieferverzögerungen aufgrund ständiger Formänderungen usw. führen kann.

Das Werkzeugentwicklungsteam von Grandshine verfügt über 20 Jahre Erfahrung in der Werkzeugproduktion und ist auf die Herstellung hochwertiger Präzisionsformen spezialisiert, die in der Produktion von United Airlines, T-Mobile, Samsung, Lenovo und anderen Unternehmen verwendet wurden.

 

Vorteile von Stahlformen

Als wichtiger Träger moderner intelligenter Fertigung spiegeln sich die Kernvorteile von Stahlformen in drei Dimensionen wider: hohe Präzision, lange Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit in der Massenproduktion. Im Vergleich zu Silikonformen und Aluminiumformen bieten Stahlformen sieben offensichtliche Vorteile:

ErsteStahlformen bieten einen absoluten Genauigkeitsvorteil: Genauigkeit bis zu ± 0,01 mm (die Genauigkeit von Silikonformteilen beträgt üblicherweise ± 0,2 mm), Oberflächengüte bis Ra 0,02 μm. Dies ist ein wichtiger Produktionsprozess für hochpräzise Produkte, medizinische Geräte, Autolinsen und mehr.

ZweiteLange Lebensdauer: Stahlformen haben eine Lebensdauer von 300.000 bis 1.000.000 Mal, die Kosten für die Massenproduktion einzelner Teile sind sehr niedrig. Beispielsweise kann die Druckgussform für den Rahmen eines Apple-Handys (SKD61-Stahl) bei kontinuierlicher Produktion von 2 Millionen Stück immer noch eine Genauigkeit von ± 0,03 mm erreichen. Silikonverbundformen haben in der Regel nur eine Lebensdauer von 20 bis 50 Mal, was für die Massenproduktion ungünstig ist.

DritteDie Kosten für die Massenproduktion einzelner Teile sind sehr gering: Dank der langen Lebensdauer der Stahlform und der hohen Produktivität müssen in der Anfangsphase nur die Kosten für eine Form investiert werden. Sie können große Mengen von Produkten herstellen, wobei die Kosten für ein einzelnes Teil nur ein Zehntel oder sogar weniger betragen als die Kosten einer Silikonform oder eines 3D-Drucks.

Vierte, Vielfalt der Produktionsmaterialien: Stahlformen können PC, PP, ABS, TPU, TPR, TPE, POM, glasfaserverstärkte Kunststoffe, PEEK-Hochtemperatur-Konstruktionskunststoffe, Flüssigsilikon, Flüssigmetall-Druckguss und andere Materialien verarbeiten, um den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen der Produkte gerecht zu werden.

FünfteDie Produktionseffizienz ist sehr hoch: Der Produktionszyklus einer einzelnen Stahlform dauert nur 15 bis 60 Sekunden, und die tägliche Produktionskapazität einer einzelnen Spritzgussmaschine kann 2.000 bis 5.000 Teile erreichen. Silikonverbundformen werden hauptsächlich manuell hergestellt, der Produktionszyklus eines einzelnen Teils dauert normalerweise 2 bis 4 Stunden.

Sechste, Vielfalt der Oberflächenbehandlung: Stahlformen unterstützen die Herstellung von polierten Oberflächen, Ledermaserungen, Holzmaserungen, matten Maserungen, geometrischen Mikrostrukturen und Tausenden von Texturen, während Silikonformen normalerweise nur eine begrenzte Anzahl von Texturen unterstützen.

Siebte, Konsistenzgarantie für die Qualität von Chargenprodukten: Produkte, die mit demselben Satz Stahlformen hergestellt werden, können ein hohes Maß an Konsistenz in Größe, Funktion und Struktur aufweisen.

 

Unser Stahlformenservice

Stahlformen werden in einer breiten Palette von Produktfeldern hergestellt, darunter Unterhaltungselektronik, medizinische Geräte, Automobilteile, Haustierprodukte, Alltagsgegenstände, Küchen- und Badezimmergeräte und viele andere Bereiche. Wenn Ihre Produkte in Massenproduktion gehen müssen und niedrige Stückkosten, stabile und strenge Qualitätsanforderungen eingehalten werden müssen und eine Reihe von Tests bestehen oder Industriestandards entsprechen müssen, sind Stahlformen die ideale Wahl für Ihre Produktion.

Grandshine bietet Ihnen professionelle Leistungen in den Bereichen Stahlformendesign, -produktion und Massenproduktion fertiger Produkte. Mit eigenen Produktionsstandorten in China und Malaysia, ISO9001- und ISO14001-zertifiziert und als nationales Hightech-Unternehmen ausgezeichnet, ist Grandshine Ihr zuverlässiger Formenlieferant.

Empfohlener Weg zur Entwicklung neuer Produkte

Dreistufige Weiterentwicklungsmethode (am Beispiel intelligenter Hardwareprodukte)  

Stufe 1: Proof of Concept (1–10 Stück) unter Verwendung des 3D-Druckverfahrens. Das Hauptziel besteht darin, die Angemessenheit des Aussehens und der Struktur des Produktdesigns zu überprüfen.

Stufe 2: Benutzertests (50–300 Stück) unter Verwendung eines Silikon-Umformungsverfahrens. Das Hauptziel besteht darin, kostengünstige Produkte in kleinen Chargen auf den Markt zu bringen, Benutzerfeedback zu sammeln, Benutzeranforderungen zu validieren, die Machbarkeit des Produktdesigns zu überprüfen und den Grundstein für die endgültige Massenproduktion zu legen.

Stufe 3: Formale Massenproduktion (> 500 Stück/Monat) unter Anwendung eines Stahlformverfahrens. Das Hauptziel besteht in der Massenproduktion, der Realisierung einer automatisierten Produktion, der Kostenkontrolle und der Gewährleistung einer stabilen Qualität.  

 

Grandshine Fertigungslösungen

Grandshine, als professioneller Experte für die Entwicklung neuer Produkte, bietet Ihnen eine vollständige Leistungskette vom Produktdesign → Designprüfung → Validierung von 3D-Druckmustern → Silikon-Umformung, Probeproduktion kleiner Chargen → Massenproduktion von Stahlformen → Produktmontage und -lieferung.

Wir verfügen über eigene Formenfabriken und Produktionswerkstätten in China und Malaysia mit einer monatlichen Produktionskapazität von bis zu 500.000 Stück. Unsere Fabriken sind nach ISO9001 und ISO14001 zertifiziert und tragen den Titel „Nationales Hightech-Unternehmen“.

Wenn Sie Probleme im Supply Chain Management haben oder Ihr eigenes, einzigartiges Produktdesign anpassen möchten, kann Ihnen unser Ingenieurteam professionelle Dienstleistungen anbieten. Kontakt-E-Mail: Kaiwin@grashine.com oder WhatsApp: 0086 13823302586!