kunststoffen.jpg

Materiaalkeuze voor seriematige toepassingen

Bij de overstap van prototype naar serie krijgt materiaalkeuze opeens een ander gewicht. Een materiaal dat prima functioneert in één onderdeel, kan bij duizend stuks tegenvallen op consistentie, kosten of verspaanbaarheid. De juiste kunststof kiezen voor serieproductie draait daarom om drie vragen tegelijk. Wat is technisch geschikt? Wat is economisch schaalbaar? En wat blijft consistent over batches?

Welke materiaaleigenschappen tellen in serie?

Een kunststof lager in de scheepsbouw moet iets heel anders kunnen dan een Food Grade ring in een vulmachine. Deze kennis en ervaring hebben we bij ANKRO in jaren op kunnen bouwen. Afhankelijk van de toepassing spelen verschillende eigenschappen een rol, denk aan: 

  • Mechanisch: treksterkte, slijtvastheid, stijfheid (E-modulus) en impactbestendigheid. Bij bewegende onderdelen of componenten onder belasting bepaalt dit of een product z'n werk doet. 
  • Thermisch: temperatuurbestendigheid, thermische uitzetting en warmtevervorming (HDT). Vooral relevant als een onderdeel opwarmt of in een warme omgeving zit. 
  • Vocht en chemie: vochtopname (berucht bij nylon / PA6), chemische bestendigheid en corrosiegedrag. Vocht wordt vaak onderschat en kan dimensies van een onderdeel meetbaar veranderen. 
  • Overig: elektrische isolatie, wrijvingscoëfficiënt en FDA / Food Grade geschiktheid.  

Vooral laatstgenoemde wordt in de praktijk weleens onderschat. Wanneer een onderdeel in contact komt met voedingsmiddelen, beperkt de Food Grade eis het aantal geschikte kunststoffen aanzienlijk. Dat heeft direct invloed op zowel de materiaalkeuze als de stukprijs. 

Bovenstaand lijkt een afvinklijst, maar is in de praktijk een afweging. Een materiaal dat op één punt glansrijk scoort, schiet op een ander punt soms tekort. Daar zit het vakwerk: weten welke eigenschap in jouw toepassing doorslaggevend is én welke je mag inruilen voor een betere prijs of betere verspaanbaarheid. 

CNC-Draaien-Kunststof.jpg

Waar het in de praktijk vaak misgaat

Een veel voorkomende valkuil is materiaal dat in het prototype perfect voldoet, maar zich in serie anders gedraagt. Tussen batches kan de grondstof net iets afwijken, waardoor maattoleranties opeens buiten spec vallen. Onderdelen vervormen na productie licht door vochtopname of interne spanningen die tijdens het verspanen vrijkomen. Wat in één stuk werkt, werkt niet automatisch in duizend stuks. 

Daarnaast zien we twee valkuilen die al vroeger in het traject ontstaan. Een verkeerd gekozen materiaal dat simpelweg faalt in de toepassing, omdat de echte gebruiksomstandigheden zijn onderschat. Of het tegenovergestelde: overkill, waarbij een duur materiaal wordt ingezet terwijl een eenvoudiger en goedkoper alternatief prima had volstaan. 

Deze dingen zie je niet terug in een datasheet. Een kunststof kan op papier kloppen en in de productie alsnog tegenvallen. Het verschil tussen datasheet en werkelijkheid kennen vraagt om ervaring met hoe materialen zich in serie gedragen, niet alleen hoe ze zich zouden moeten gedragen. Die ervaring delen we graag vooraf met je, in plaats van achteraf.  

Wat bepaalt je stukprijs in serie?

Inkopers kijken begrijpelijkerwijs naar de kiloprijs, maar we geven hen vervolgens vooral mee: in serie telt alleen de stukprijs. En die wordt door meer opgebouwd dan alleen het materiaal. 

Tussen kunststoffen onderling zitten grote prijsverschillen. Tussen POM en PEEK bijvoorbeeld zit al snel een factor tien of meer, en dat is geen uitzondering. POM is voor heel veel toepassingen het werkpaard: goed verspaanbaar, dimensioneel stabiel, sterk genoeg voor het meeste werk. Ook PA6, PETP of PE zijn in veel gevallen ruim voldoende. PEEK is technisch indrukwekkend, maar voor de meeste seriewerken overkill. De kunst zit in het kiezen van het voordeligste materiaal dat nog steeds aan je specificatie voldoet. 

Naast de materiaalkeuze bouwen vier andere factoren mee aan de stukprijs: 

  • Bewerkbaarheid - Zachte kunststoffen zijn vaak lastiger te verspanen en zorgen voor snellere gereedschapsslijtage, wat je stukprijs opdrijft. 
  • Uitval en scrap - Materialen die zich instabiel gedragen tijdens het proces geven meer uitval, en elk afgekeurd stuk is verloren tijd én materiaal. 
  • Seriegrootte - Grotere series betekenen een lagere stukprijs, mits het proces stabiel draait. Bij instabiele processen werkt schaalvergroting juist tegen je. 
  • Nabewerking - Ontbramen, polijsten of conditioneren voegt kosten toe, maar is soms nodig om binnen spec te blijven. Welke nabewerking écht nodig is en welke je kunt laten vallen, scheelt op serie snel. 

Bij ANKRO betrekken we bewerkbaarheid en nabewerkingen al bij het materiaaladvies en kostenplaatje. Zo voorkom je dat een materiaalkeuze die op papier voordelig lijkt, in de productie alsnog duurder uitpakt dan nodig. Tel je alles mee, dan krijg je een realistisch beeld.

Kunststof producten ANKRO

Specialist in kunststof, van begin tot eind

Kunststof is geen bijzaak of één van onze gebieden: het is ons hele vakgebied, met bijbehorende dieptekennis. Sinds 1998 hebben we materialen in alle denkbare omstandigheden zien presteren, van scheepsbouw tot Food Grade en van kleine precisieonderdelen tot series van 100.000 stuks. Die ervaring brengen we vanaf het eerste gesprek mee: welk materiaal past bij je toepassing én je budget, hoe krijgen we het stabiel in serie en welke nabewerking is nodig om binnen spec te blijven? Op die manier denken we van begin tot eind pas echt met je mee.  

Zit je midden in een materiaalkeuze voor een serieproductie, of loop je tegen variatie in een bestaande serie aan? Vraag een offerte aan of neem contact op met onze specialisten.

Vragen of interesse?

Neem gerust contact met ons op. Dat kan telefonisch via 0183-304872 of door het contactformulier in te vullen. Wij nemen jouw vraag zo snel mogelijk in behandeling.

willem-ankro.jpg
Willem van de Weteringh
Officemanager
+31 (0)183 304 872 info@ankro.nl
Stel vrijblijvend je vraag aan de specialisten van ANKRO