Auswahl des richtigen Materials für Prototypenformen aus Kunststoff wirkt sich direkt auf die Haltbarkeit der Form aus, Produktionsgeschwindigkeit, Präzision, und Kosten. Es gibt keine „Einheitslösung“, die für alle passt – die Materialien variieren je nach Projektanforderungen wie z Produktionsmenge, Teilkomplexität, Präzisionsanforderungen, Und Budget. In diesem Artikel werden die gängigsten Materialien aufgeschlüsselt, ihre Vor- und Nachteile, Anwendungsfälle, und eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Auswahl der besten Passform.
1. Gängige Materialien für Kunststoff-Prototypenformen (Vergleichstabelle)
Nachfolgend finden Sie eine umfassende Übersicht über 6 weit verbreitete Materialien, einschließlich ihrer wichtigsten Merkmale und Anwendungsszenarien:
| Materialkategorie | Spezifische Typen | Schlüsselvorteile | Hauptnachteile | Ideale Anwendungsszenarien |
| Aluminiumlegierung | 6061, 7075 | – Leicht (einfach zu handhaben) – Ausgezeichnete Verwirklichung (Schnelle Produktion) – Gute Wärmeleitfähigkeit (schnellere Abkühlung der Teile) | – Geringe Härte (nutzt sich schnell ab) – Nicht für die Massenproduktion geeignet | Kleine/mittlere Prototypen, Probeproben, Erscheinungsteile (Z.B., Telefonkofferprototypen) |
| Stahl | P20, H13, 45# Stahl | – Hohe Härte (Tragenresistent) – Geeignet für mittlere/große Formen – Hitzebeständig (arbeitet mit Thermoplasten) | – Schwer (schwer zu transportieren/zu bedienen) – Langer Bearbeitungszyklus – Hohe Kosten | Funktionsteile, Prototypen mit komplexer Struktur, Formen für die Großserienproduktion (Z.B., Formen für Automobilkomponenten) |
| Bakelit (Phenol) | Auf Phenolharzbasis | – Niedrige Kosten (budgetfreundlich) – Leicht zu verarbeiten (schneller Formenbau) | – Geringe Stärke (anfällig für Bruch) – Schlechter Verschleißfestigkeit – Geringe Präzision | Geringe Präzision, kleines Batch, Nicht funktionsfähige Prototypen (Z.B., einfache Formtestteile) |
| Epoxid-/Polyurethanharz | Epoxidharz, Polyurethan | – Schnelles Prototyping (Schnelles Aushärten) – Geeignet für weiche Formen – Niedrige Kosten für kleine Chargen | – Geringe Stärke (nicht haltbar) – Nicht für hochpräzise oder langfristige Verwendung geeignet | Prototypen mit einfacher Form, Außenteile, temporäre Formen (Z.B., kurzfristige Testproduktionsformen) |
| Kupfer/Beryllium-Kupfer-Legierung | Reines Kupfer, Beryllium Kupfer | – Ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit (schnelle Teilekühlung) – Gute Präzisionserhaltung | – Hohe Kosten (teures Material) – Schwierig zu verarbeiten (benötigt spezielle Werkzeuge) | Dünnwandige Teile, Präzisionskomponenten, Formen, die eine schnelle Abkühlung erfordern (Z.B., Hochpräzise Formen für elektronische Teile) |
| 3D Druckmaterialien | Lichtempfindliches Harz, Nylon | – Keine herkömmliche Bearbeitung erforderlich (Direkter 3D-Druck) – Ideal für komplexe Formen – Schnelles Prototyping für Kleinserien | – Begrenzte Stärke (Nicht abwickeln) – Nicht für die Massenproduktion geeignet | Komplex geformte Prototypen, Schnellformen für kleine Chargen (Z.B., komplizierte Prototypformen für medizinische Geräte) |
2. Bei der Materialauswahl zu berücksichtigende Schlüsselfaktoren
Um die Wahl falscher Materialien zu vermeiden (und Zeit-/Geldverschwendung), Befolgen Sie diese 4 Schritte, Ursache-Wirkungs-orientierter Leitfaden – jeder Faktor hat direkten Einfluss auf Ihre Materialwahl:
Schritt 1: Produktionsmenge definieren
- Kleine Chargen (1–50 Teile): Wählen Aluminiumlegierung, Epoxidharz, oder 3D Druckmaterialien (Schnelle Produktion, niedrige Kosten).
- Große Chargen (500+ Teile): Entscheiden Sie sich für Stahl (Tragenresistent, langlebig genug für den wiederholten Gebrauch).
- Mittlere Chargen (50–500 Teile): Balance mit Aluminiumlegierung (wenn die Präzisionsanforderungen mäßig sind) oder preiswerter Stahl (wenn Haltbarkeit entscheidend ist).
Schritt 2: Bewerten Sie Präzisionsanforderungen
- Hohe Präzision (±0,01 mm oder enger): Verwenden Stahl (stabile Maßhaltigkeit) oder Kupfer/Berylliumkupferlegierung (Hervorragende Präzision bei Kleinteilen).
- Mäßige Präzision (± 0,1 mm): Aluminiumlegierung oder 3D-Druck mit lichtempfindlichem Harz funktioniert gut.
- Geringe Präzision (± 1 mm): Bakelit oder Epoxidharz ist ausreichend (budgetfreundlich).
Schritt 3: Bewerten Sie Budgetbeschränkungen
- Niedriges Budget: Priorisieren Bakelit, Epoxidharz, oder 3D-Druckmaterialien der Einstiegsklasse (Nylon/PLA-basiert).
- Mittleres Budget: Aluminiumlegierung (bringt Kosten und Leistung in Einklang) ist die beste Wahl.
- Hohes Budget: Investieren in Stahl (für Haltbarkeit) oder Berylliumkupferlegierung (für hohe Präzision und Abkühlgeschwindigkeit).
Schritt 4: Analysieren Sie die Teilekomplexität
- Komplexe Formen (Z.B., innere Hohlräume, gute Details): 3D Druckmaterialien (Es ist keine herkömmliche Bearbeitung erforderlich) oder Aluminiumlegierung (Einfaches Fräsen komplexer Merkmale).
- Einfache Formen (Z.B., flache Panels, Grundrahmen): Bakelit, Epoxidharz, oder preiswerter Stahl (Schnelle Verarbeitung, keine zusätzliche Komplexität).
3. Perspektive der Yigu -Technologie
Bei Yigu Technology, Wir glauben, dass die Materialauswahl für Kunststoff-Prototypenformen ein „Bedürfnisausgleich“ ist und nicht das Streben nach einem einzigen „besten Material“. Für die meisten Kunden – insbesondere Startups und kleine Unternehmen –Aluminiumlegierung (6061) ist die vielseitigste Wahl: Es lässt sich schnell bearbeiten, kostengünstig, und präzise genug für 80% des Prototypenbedarfs. Für hochpräzise Projekte (Z.B., Prototypen für medizinische Geräte), Wir empfehlen Berylliumkupferlegierung für seine Abkühlgeschwindigkeit und Präzisionsbeständigkeit. Für begrenztes Budget, einfache Tests, 3D-gedruckte lichtempfindliche Harzformen Durchlaufzeit verkürzen 50% im Vergleich zu herkömmlichen Materialien. Unser Rat: Beginnen Sie mit der Auflistung Ihres Top 2 Prioritäten (Z.B., "Geschwindigkeit + niedrige Kosten“ oder „Präzision“. + Haltbarkeit")– Dadurch werden die Materialien in wenigen Minuten eingegrenzt.
4. FAQ (Häufig gestellte Fragen)
- Q: Kann ich 3D-Druckmaterialien für Kunststoff-Prototypenformen verwenden, die hergestellt werden müssen? 100 Teile?
A: Es hängt vom Material ab. Lichtempfindliches Harz Formen sind nur für 10–20 Teile geeignet (geringe Verschleißfestigkeit), Aber 3D-Druckmaterialien auf Nylonbasis kann 50–80 Teile verarbeiten. Für 100 Teile, Wir empfehlen Aluminiumlegierung (langlebiger und kostengünstiger).
- Q: Ist Stahl für Prototypenformen aus Kunststoff immer besser als eine Aluminiumlegierung??
A: NEIN. Stahl eignet sich besser für Großserien, Szenarien mit hohem Verschleiß, Für kleine Chargen ist jedoch eine Aluminiumlegierung besser geeignet: Die Bearbeitung ist dreimal schneller, 1/3 das Gewicht, Und 50% billiger. Wählen Sie Stahl nur, wenn Sie es brauchen 500+ Teile oder extreme Haltbarkeit.
- Q: Warum wird eine Berylliumkupferlegierung für dünnwandige Kunststoffteile verwendet??
A: Es ist Ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit (2x höher als Aluminium) sorgt dafür, dass dünnwandige Teile schnell und gleichmäßig abkühlen, Reduzierung von Verwerfungen oder Verformungen. Dies ist bei dünnen Teilen von entscheidender Bedeutung (Z.B., 0.5mm dicke Elektronikgehäuse) wo Formgenauigkeit der Schlüssel ist.