Standard-Gummiteile sind preiswert und erfüllen im Allgemeinen ihren Zweck. Moderne Autos stoßen jedoch an die Grenzen des Designs und enthalten Teile und Funktionen, die noch nie zuvor verwendet wurden. Diese neuen Designs erfordern zwar immer noch Gummiteile, aber die Konstruktion auf der Grundlage vorhandener Produkte ist nicht ideal.
Maßgeschneiderte Gummiformteile bieten Autodesignern und -herstellern mehr Flexibilität. Zudem passen sie besser und bieten eine bessere Leistung, da sie auf ihre spezifischen Anwendungen zugeschnitten sind.
In diesem Artikel werden die Vorteile von individuell geformten Gummiteilen für Autos erläutert. Wir erklären, warum Sie diese Teile in Betracht ziehen sollten, welche Gummimaterialien Ihnen zur Auswahl stehen und vieles mehr. Wir erklären auch die Faktoren, die bei der Herstellung dieser Teile berücksichtigt werden müssen, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Warum individuell geformte Gummiteile?
Kundenspezifisch geformte Gummiteile kosten mehr als Standardteile von der Stange. Dieser Kostenunterschied lässt sich jedoch leicht rechtfertigen.
1. Designflexibilität
Mit individuell geformten Komponenten können Sie das volle Potenzial Ihrer Designs ausschöpfen. Wenn Sie nur Standardteile verwenden können, müssen Sie letztendlich Abstriche bei der Form oder Funktion Ihrer Teile machen. Dies kann zu unbefriedigenden Ergebnissen für Sie oder die Endbenutzer führen.
Benutzerdefinierte Teile heben diese Beschränkungen auf und ermöglichen Ihnen, die Grenzen Ihrer Designs zu erweitern. Dies funktioniert gut für neue Teile mit größerer Komplexität oder absichtlich ungewöhnlichen Formen.
1. Designflexibilität
Mit individuell geformten Komponenten können Sie das volle Potenzial Ihrer Designs ausschöpfen. Wenn Sie nur Standardteile verwenden können, müssen Sie letztendlich Abstriche bei der Form oder Funktion Ihrer Teile machen. Dies kann zu unbefriedigenden Ergebnissen für Sie oder die Endbenutzer führen.
Benutzerdefinierte Teile heben diese Beschränkungen auf und ermöglichen Ihnen, die Grenzen Ihrer Designs zu erweitern. Dies funktioniert gut für neue Teile mit größerer Komplexität oder absichtlich ungewöhnlichen Formen.
2. Bessere Leistung
Ein Standardgummiteil passt möglicherweise nicht so gut wie ein maßgefertigtes. Das Ergebnis ist eine schlechte Leistung, die sich in übermäßigem Lärm, Flüssigkeitslecks und anderen Problemen äußern kann.
Aufgrund der gezielten Herangehensweise bei ihrem Design ist die Leistung kundenspezifischer Komponenten wahrscheinlich besser.
3. Bessere Ästhetik
Ähnlich wie bei der Leistung erzielen kundenspezifische Teile wahrscheinlich eine bessere Ästhetik. Design- und Fertigungsentscheidungen können getroffen werden, um ein kundenspezifisches Produkt zu erhalten, das optisch mit dem Rest des Designs harmoniert.
4. Die Teileentwicklung ist heute günstiger und schneller
Fortschritte im computergestützten Design, im 3D-Druck und in anderen Fertigungsformen haben die Teileentwicklung kostengünstiger und zeitsparender gemacht.
Moderne CAD-Software erleichtert die Entwicklung strukturell einwandfreier Designs. Mithilfe des 3D-Drucks können schnelle Prototypen für frühe Tests erstellt werden. Diese und andere Entwicklungen haben die Herstellungskosten für kundenspezifische Gummiprodukte gesenkt.
5. Niedrigere langfristige Kosten
Ein schlecht sitzendes Gummiteil in einem Auto kann sowohl für Autobesitzer als auch für Hersteller teuer werden. Nicht selten kommt es vor, dass Hersteller teure Rückrufaktionen durchführen, weil ein schlecht sitzendes Teil Menschenleben gefährdet. Solche Teile können auch zu teuren Pannen führen. Maßgefertigte, passgenaue Teile können helfen, solche Situationen zu vermeiden.
Arten der verwendeten Gummimaterialien
Hersteller können kundenspezifische Gummiteile aus einer Vielzahl von Gummimaterialien herstellen. Einige gängige Optionen werden unten erläutert.
Natürliches Gummi
Naturkautschuk wird aus Pflanzen gewonnen, hauptsächlich aus dem Parakautschukbaum. Dies war die früheste Form von Kautschuk und wird noch heute verwendet. Er kann zur Stoßdämpfung, Vibrationsreduzierung und für Schläuche verwendet werden. Er kann auch für Riemen zur Kraftübertragung, Gummidichtungen und flexible Kupplungen verwendet werden.
Naturkautschuk ist in vielen Anwendungsfällen besser als synthetischer Kautschuk, beispielsweise bei Hoch- oder Niedrigtemperaturanwendungen. Außerdem ist er anfällig gegenüber Flüssigkeiten auf Erdölbasis.
Neopren
Neopren wird auch Polychloropren genannt und wurde 1930 von DuPont erfunden. Es ist widerstandsfähiger gegen Zersetzung als Naturkautschuk.
Dieses Gummimaterial wird für Dichtungen, zur Geräuschdämmung, als Polsterung und zur elektrischen Isolierung verwendet. Außerdem wird es zur Herstellung von Keilriemen für Kraftfahrzeuge verwendet.
Silikon-Gummi
Silikonkautschuk wird aus Silikonpolymer hergestellt. Je nach Verwendungszweck gibt es unterschiedliche Formulierungen dieses Elastomers. Silikonkautschuk kann bei Temperaturen von bis zu 300 Grad oder bis zu -55 Grad verwendet werden.
Zu den Anwendungsgebieten von Silikonkautschuk gehören die Herstellung von O-Ringen und elektrischer Isolierung. In der Automobilindustrie wird dieses Material für Kühlerdichtungen, Gummitüllen, Airbags, Schwingungsdämpfer und andere Dichtungsformen verwendet.
Viton
Viton ist ein weiteres von DuPont entwickeltes Elastomer. Diese Gummiarten werden unter dem Sammelbegriff FKM zusammengefasst und sind für ihre hervorragende Hitze- und Chemikalienbeständigkeit bekannt, die sauerstoffhaltige Kraftstoffe, Schmiermittel, Öle und viele Mineralsäuren umfasst.
Viton wird zur Herstellung von O-Ringen und Gummidichtungen für Einspritzdüsen, Schläuche, Dichtungen und Kabelisolierungen verwendet.
EPDM
EPDM-Kautschuk wurde in den 60er Jahren entwickelt. Er wird aus Ethylen, Propylen und Dien hergestellt und ist für seine Beständigkeit gegen Sonnenlicht bekannt. Er ist außerdem hitze-, dampf- und ozonbeständig und weist eine gute chemische Beständigkeit gegen Ketone, Laugen und Hydraulikflüssigkeiten auf.
EPDM wird häufig zur Herstellung von Dichtungen für Autotüren und -fenster verwendet. Es kann auch für Wischerblätter, Faltenbälge, Gummitüllen, Kabelbäume, Schläuche im Kühlsystem usw. verwendet werden.
NBR
Nitrilkautschuk wird aus Butadien und Acrylnitril hergestellt und ist widerstandsfähiger gegen Kraftstoffe, Öle und Säuren als Naturkautschuk. Dieses Material wurde 1931 hergestellt und die kommerzielle Produktion begann in Deutschland.
In der Automobilindustrie gilt dieses Elastomer als gute Wahl für Dichtungen, Ölschläuche, Gummitüllen und Kraftstoffsysteme. Es kommt auch in den Aufhängungssystemen einiger Rennwagen zum Einsatz.
Gängige kundenspezifische Gummiformteile in Automobilen
Die Arten von Gummiteilen, die individuell geformt werden können, sind nur durch die Vorstellungskraft begrenzt. Bei Automobilen sind dies häufig folgende Teile:
Dichtungen:Dichtungen werden verwendet, um Flüssigkeiten drinnen oder draußen zu halten. Dichtungen finden sich in Kühlern, Kraftstoffsystemen, Auspuffsystemen, um Instrumente herum usw. Dichtungen und O-Ringe sind Beispiele für Dichtungen, die in Autos verwendet werden.
Ösen:Dabei handelt es sich um Ringe, die in Löcher eingesetzt werden, um Kabel oder andere Dinge, die durch das Loch verlaufen, vor Abrieb zu schützen.
Schläuche:Rohre und Schläuche leiten Flüssigkeiten und Gase zwischen Komponenten.
Buchsen:Diese dienen zur Absorption von Schwingungen. Sie werden auch als Schwingungsdämpfer bezeichnet.
Saugnäpfe:Mit diesen können Teile ohne Befestigungselemente oder Klebstoffe befestigt werden.
Kappen:Wird zum Abdecken von Öffnungen, wie beispielsweise offenen Oberseiten und Enden von Rohren, verwendet.
Balg:Verformbare pneumatische Geräte, die Akkordeons ähneln. Sie werden mit Luft gefüllt und halten diese bis zu einem bestimmten Druck, bevor sie freigegeben wird.
Herstellungsverfahren für kundenspezifische Gummiteile
Kundenspezifische Gummiformdienste bieten verschiedene Prozessoptionen. Die Auswahl des Prozesses wird durch die Komplexität der Merkmale, die Größe und Geometrie eines Teils und andere Faktoren bestimmt.
Spritzguss
Spritzguss ist ein Verfahren, bei dem geschmolzener Gummi oder flüssige Gummivorläufer in eine versiegelte Form gespritzt werden, um ein Teil zu formen. Das flüssige oder geschmolzene Gummimaterial wird unter hohem Druck eingespritzt. Durch Druck und Hitze wird das Teil ausgehärtet oder vulkanisiert, bevor es ausgeworfen wird.
Dieses Verfahren ist eines der teuersten Gummiformungsverfahren, eignet sich jedoch am besten für die Massenproduktion von Teilen, insbesondere solchen mit komplexer Geometrie.
Formpressen
Bei diesem Herstellungsverfahren wird ein verformbares Gummimaterial in eine Hälfte einer offenen Form gegeben, bevor die andere Hälfte darüber geschlossen wird. Das Material wird unter Druck in der Form gehalten, bis es aushärtet.
Wenn Sie große Teile mit einfacher Geometrie benötigen, ist Formpressen günstiger als Spritzgießen. Sie können auch mehrere Hohlräume in der Form haben, um in jedem Zyklus mehrere Teile herzustellen.
Spritzpressen
Das Transferformen weist Ähnlichkeiten mit dem Spritzguss und dem Kompressionsformen auf. Eine bestimmte Menge Material wird vorbereitet und in eine Kammer auf einer geschlossenen Form gegeben. Ein Kolben schließt dann die Kammer und presst das Material über einen Kanal in die Form.
Das Material wird in der Form unter Druck gehalten, die sich erst öffnet, nachdem das Teil ausgehärtet ist. Das Transfer-Gummiformverfahren erfordert einfachere Werkzeuge als das Spritzgießen. Es eignet sich gut für kleine Produktionschargen und formt üblicherweise Gummi um Metallteile.
Extrusion
Beim Extrudieren wird ein Material durch eine Matrize gepresst, um Teile mit einem gleichbleibenden Querschnitt herzustellen. Eine Matrize ist ein Werkzeug, in das das Profil des Querschnitts geschnitten ist. Bei diesem Verfahren entsteht wenig Abfall, was zu geringeren Kosten führt.
Durch Extrusion können Gummiformteile mit einfachen Querschnitten wie Schläuche oder komplexen Querschnitten wie Türdichtungen hergestellt werden. Extrudierte Teile können je nach Anwendung in unterschiedliche Längen geschnitten werden.
Zu berücksichtigende Faktoren bei der Herstellung individuell geformter Gummiteile
Die Herstellung eines kundenspezifisch geformten Gummibauteils ist eine erhebliche Investition. Um sicherzustellen, dass diese Investition sinnvoll genutzt wird, sollten Sie wichtige Faktoren berücksichtigen, wie zum Beispiel:
Teilegeometrie:Die Teilegeometrie beeinflusst den Designprozess sowie die Materialauswahl und die Auswahl des Herstellungsverfahrens. Einige Geometrien können nur mit bestimmten Verfahren und Materialien wirtschaftlich erreicht werden und können eine Herausforderung beim Design darstellen.
Materialauswahl:Die Materialauswahl ist ein kritischer Prozess, da nicht alle Gummimaterialien in bestimmten Automobilumgebungen gut funktionieren. Sie müssen die Temperaturen und die Chemikalien berücksichtigen, die dort vorhanden sind, wo das Teil eingebaut wird.
Toleranzen:Einige Gummiteile müssen mit sehr engen Toleranzen geformt werden, um die gewünschte Form und Funktion zu erreichen. Dies erhöht jedoch die Komplexität und die Kosten der Herstellung. Daher muss ein Gleichgewicht gefunden werden, um die Kosten innerhalb bestimmter Grenzen zu halten.
Geplante Menge:Dies bestimmt die beste Gummiformmethode. Das Spritzgießen von Gummi hat hohe Werkzeugkosten, ist aber normalerweise die kostengünstigste Lösung für die Massenproduktion. Kompressionsformen und Transferformen sind für kleinere Produktionsmengen besser geeignet.
Sachverstand:Das Konstruktions- und Fertigungs-Know-how Ihres Herstellers kann Ihnen viel Zeit und Geld sparen.Erfahrene Hersteller sagen Ihnen, welche Designs umsetzbar sind, welche Änderungen vorgenommen werden sollten und welche Verfahren und Materialien sich für Ihre Situation am besten eignen.Dadurch bleibt Ihnen die Mühe erspart, aus Fehlversuchen lernen zu müssen.
Qualitätskontrolle und Prüfung
Sonderformteile müssen verschiedenen Tests unterzogen werden, um sicherzustellen, dass sie die erwartete Leistung erbringen. Materialien können sich unter bestimmten Bedingungen unvorhersehbar verhalten. Die Qualitätskontrolle stellt außerdem sicher, dass die Produktqualität über verschiedene Chargen hinweg gleich bleibt.
1. Materialprüfung
Materialien, die für kundenspezifische Formteile aus Gummi verwendet werden, sollten vor der Produktion bestimmten Tests unterzogen werden. Materialien mit gleichem Namen können unterschiedliche Eigenschaften haben, die sich auf die Produktqualität auswirken. Dies kann auf Verfälschungen, Unterschiede in der Zusammensetzung, Umwelteinflüsse usw. zurückzuführen sein.
Die Materialprüfung kann verschiedene Ebenen der visuellen Analyse sowie physikalische oder chemische Tests umfassen.
2. In-Prozess-Kontrollen
Kleine Unterschiede in den Prozessparametern können große Unterschiede in der Produktleistung verursachen. Werden solche Probleme erst nach der Produktion entdeckt, steigen die Produktionskosten.
Der Herstellungsprozess sollte über Systeme zur Sichtprüfung der Teile und zur Überprüfung der Abmessungen verfügen. Prozessparameter wie Temperatur und Druck sollten ebenfalls genau überwacht werden.
3. Tests nach der Herstellung
Dies dürfte die umfassendste Reihe von Tests sein, da sie an fertigen Produkten durchgeführt werden. Vor der Durchführung der Tests sollten Standards festgelegt werden, um sicherzustellen, dass die richtigen Tests durchgeführt werden, um die Leistung des individuell geformten Gummiteils im wirklichen Leben vorherzusagen.
Zu den an kundenspezifischen Gummiprodukten durchgeführten Tests gehören:
Druckverformungsrest:Um zu bestimmen, wie weit sich das Material nach einer Verformung erholen kann.
Härte:Einige Anwendungen erfordern harte Materialien, andere nicht.
Alterungstests für Gummi:Damit lässt sich vorhersagen, wie sich das Material im Laufe der Zeit verhält und wie lange es zuverlässig funktionieren kann.
Zugfestigkeit:Bestimmt, wie viel Zugkraft erforderlich ist, um das Teil dauerhaft zu verformen.
Ein guter Hersteller verfügt über die erforderlichen Systeme zur Durchführung solcher Tests.
Abschluss
Mit individuell geformten Gummiprodukten können Sie Ihr Autodesign auf ein neues Niveau heben. Durch individuelle Formgebung erhalten Sie Teile, die besser aussehen und besser funktionieren, und der Prozess ist weniger kostspielig als früher. Außerdem haben Sie heute Zugriff auf eine größere Auswahl an Gummimaterialien.
Es gibt verschiedene Herstellungsverfahren, darunter Spritzguss und Transferformung, aber bestimmte Faktoren wie die Teilegeometrie bestimmen diese Entscheidungen. Schließlich sollten Qualitätskontrolle und Tests bei der Herstellung kundenspezifischer Gummiteile nie vernachlässigt werden.