Spritzguss - Großserien-Standard vs. 3D-Druck

Übersicht

Spritzguss ist das dominierende Verfahren für Kunststoff-Großserien weltweit. Mit Millionen produzierten Teilen täglich liefert es niedrigste Stückkosten - aber nur bei entsprechenden Mengen. Hier zeigen wir die versteckten Kosten und warum 3D-Druck für viele Anwendungen die bessere Alternative ist.

Spritzguss im Detail

Das Verfahren

1. Kunststoff wird geschmolzen (200-400°C je nach Material)
2. Unter hohem Druck in Werkzeug gespritzt (100-2000 bar)
3. Abkühlung und Erstarrung in der Metallform
4. Automatische Entnahme des fertigen Teils
5. Zyklus wiederholt sich alle 10-180 Sekunden

Warum Spritzguss bei Großserien unschlagbar ist

• Stückkosten: €0,05-€2 bei 100.000+ Stück
• Zykluszeiten: 10-60 Sekunden pro Teil
• Präzision: ±0,05mm bei optimalen Bedingungen
• Oberflächen: Von hochglanz bis strukturiert
• Vollautomatisierung: 24/7 Produktion möglich

Die versteckten Kosten des Spritzgusses

1. Werkzeugkosten - Der große Kostentreiber

Einfache Teile: €10.000-€25.000

• 1-teilige Werkzeuge ohne komplexe Geometrien
• Keine Hinterschnitte oder beweglichen Teile
• Standard-Materialien (Werkzeugstahl)
• Beispiel: Einfache Becher, flache Abdeckungen

Mittlere Komplexität: €25.000-€50.000

• Schieber für Hinterschnitte erforderlich
• Mehrere Entformungsrichtungen
• Gehäuse mit Schnappverbindungen
• Beispiel: Elektronikgehäuse, Spielzeugteile

Komplexe Teile: €50.000-€100.000+

• Multiple Schieber und Kerne
• Heißkanal-Systeme für mehrere Anspritzpunkte
• Präzisions-Einsätze für feine Details
• Beispiel: Automotive-Cockpit-Teile, medizinische Geräte

Extreme Komplexität: €100.000-€500.000+

• Multi-Shot-Werkzeuge (mehrere Materialien)
• Rotations-Schieber für extreme Hinterschnitte
• Mikro-Strukturen mit Hochpräzisions-Einsätzen
• Beispiel: Smartwatch-Gehäuse, optische Komponenten

2. Änderungskosten - Der Killer für Entwicklungsprojekte

Designänderung = Neue Investition

Problem: Jede Änderung am Design erfordert Werkzeug-Modifikation oder Neubau

• Kleinere Änderungen: €2.000-€10.000
• Größere Redesigns: €15.000-€50.000
• Komplette Neugestaltung: Vollkosten wie Neuwerkzeug

Typische Entwicklungs-Szenarien

Elektronikgehäuse-Entwicklung:

1. Prototyp-Werkzeug: €25.000
2. Nach Tests: Port-Änderungen: +€5.000
3. Wandstärken anpassen: +€8.000
4. Serien-Werkzeug: +€15.000
5. Während Produktion: Änderung: +€12.000 Gesamt: €65.000 nur für Werkzeuge!

3. Mindestmengen - Der Wirtschaftlichkeits-Zwang

Break-Even-Analyse

Werkzeugkosten: €30.000 Stückkosten Spritzguss: €1,50 Alternative 3D-Druck: €25 pro Stück

Break-Even: 30.000 ÷ (25 - 1,50) = 1.277 Stück

Unter 1.300 Stück ist 3D-Druck günstiger!

Realistische Mindestmengen nach Komplexität

• Einfache Teile: 5.000-10.000 Stück
• Mittlere Komplexität: 10.000-25.000 Stück
• Komplexe Teile: 25.000-50.000 Stück
• Extreme Komplexität: 50.000+ Stück

4. Vorlaufzeiten - Zeit ist Geld

Werkzeugbau-Timeline

• Design und Simulation: 1-2 Wochen
• Werkzeugbau: 4-8 Wochen (einfach) bis 12-20 Wochen (komplex)
• Bemusterung und Optimierung: 1-3 Wochen
• Freigabe und Anlauf: 1-2 Wochen

Gesamt: 7-33 Wochen bis zur ersten Serie!

Opportunity Costs

Was kostet die Verzögerung?

• Time-to-Market-Verlust: Konkurrenz kommt zuerst
• Lagerkosten: Hohe Mindestmengen müssen finanziert werden
• Flexibilitätsverlust: Marktänderungen schwer adaptierbar

3D-Druck als Spritzguss-Alternative

Wann ist 3D-Druck wirtschaftlicher?

Stückzahl-Grenzen

• Unter 1.000 Stück: 3D-Druck fast immer günstiger
• 1.000-10.000 Stück: Abhängig von Komplexität und Materialien
• Über 10.000 Stück: Spritzguss meist wirtschaftlicher

Komplexitäts-Vorteil

3D-Druck-Vorteile bei:

• Hohlräumen und internen Strukturen
• Hinterschnitte ohne Zusatzkosten
• Integrierten beweglichen Teilen
• Kundenspezifischen Anpassungen

Prototyping-Phase: 3D-Druck unschlagbar

Iterative Entwicklung

Spritzguss-Szenario:

• Prototyp-Werkzeug: €25.000
• 3 Design-Iterationen: +€15.000
• Gesamt: €40.000

3D-Druck-Szenario:

• 10 Prototyp-Iterationen: €2.500
• Kleinserien-Tests: €5.000
• Gesamt: €7.500

Ersparnis: €32.500 + schnellere Markteinführung!

Bridge-Production: Das Beste aus beiden Welten

Markteinführungs-Strategie

1. Phase 1 (Monate 1-6): 3D-Druck für Markttest (500 Stück)
2. Phase 2 (Monate 7-12): 3D-Druck Kleinserien (2.000 Stück)
3. Phase 3 (Monat 13+): Spritzguss-Serienfertigung (50.000+ Stück)

Vorteil: Umsätze bereits in Monat 1, Werkzeug-Investition erst bei bewiesener Marktnachfrage!

Materialien im Vergleich

Mechanische Eigenschaften

Fazit: 3D-Druck erreicht 70-90% der Spritzguss-Eigenschaften

Oberflächenqualität

• Spritzguss: Ra 0.1-1.0μm (polierte Werkzeuge)
• FDM: Ra 5-15μm (sichtbare Schichtlinien)
• SLA: Ra 1-5μm (glatte Oberflächen)

Total Cost of Ownership (TCO) Vergleich

Beispiel: Elektronikgehäuse (100×60×20mm)

Spritzguss-TCO (10.000 Stück)

• Werkzeugkosten: €35.000
• Materialkosten: €8.000 (€0,80/Stück)
• Produktionskosten: €5.000
• Lagerkosten: €2.000
• Änderungskosten: €8.000 (2 Änderungen) Gesamt: €58.000 (€5,80/Stück)

3D-Druck-TCO (10.000 Stück)

• Druckkosten: €80.000 (€8/Stück)
• Materialkosten: Inklusive
• Setup-Kosten: €1.000
• Lagerkosten: €500 (On-Demand)
• Änderungskosten: €0 Gesamt: €81.500 (€8,15/Stück)

Spritzguss günstiger ab 10.000 Stück, aber:

• €27.000 Vorabinvestition bei Spritzguss
• Flexibilität für Änderungen bei 3D-Druck
• Cashflow-Vorteil bei 3D-Druck

Unsere Empfehlung: Hybride Strategie

Phase 1: Entwicklung & Prototyping

Ausschließlich 3D-Druck

• Schnelle Design-Iterationen
• Funktionale Tests
• Marktvalidierung
• Anwender-Feedback

Phase 2: Markteinführung

3D-Druck für erste Chargen

• 100-2.000 Stück je nach Marktreaktion
• Produktions-Skalierung testen
• Demand-Planning optimieren
• Cashflow schonen

Phase 3: Serienfertigung

Spritzguss bei bewiesener Nachfrage

• Werkzeug-Investition erst bei >5.000 Stück/Jahr
• Etablierte Nachfrage minimiert Risiko
• Optimierte Designs für Spritzguss

Häufige Fehler vermeiden

❌ Spritzguss-Fallen

• Zu frühe Werkzeug-Investition ohne Marktvalidierung
• Unterschätzte Werkzeugkosten bei komplexen Teilen
• Keine Puffer für Design-Änderungen eingerechnet
• Überschätzte Stückzahlen → Werkzeugkosten nicht amortisiert

✅ Erfolgreiche Strategie

• 3D-Druck für Markttest und erste Serien
• Konservative Mengen-Planung für Werkzeug-ROI
• Design für beide Verfahren von Anfang an berücksichtigen
• Partner-Netzwerk für flexible Kapazitäten

Ihr Weg zur optimalen Fertigungsstrategie

Stehen Sie vor der Entscheidung zwischen 3D-Druck und Spritzguss? Wir helfen bei der Wirtschaftlichkeits-Analyse:

Unsere Beratung umfasst:

• TCO-Analyse für Ihre spezifische Anwendung
• Stückzahl-Break-Even Berechnung
• Phasen-Strategie für Markteinführung
• Design-Optimierung für beide Verfahren

Kontaktieren Sie uns mit Ihren CAD-Daten und Mengen-Planungen für eine fundierte Empfehlung!