Een matrijs met vier cavities kost meer dan een matrijs met één cavity en levert per cyclus vier producten. Die rekensom oogt eenvoudig. In de praktijk loopt hij bij veel projecten mis, omdat het aantal cavities in spuitgiet matrijzen veel meer beïnvloedt dan alleen de prijs van het gereedschap. Het raakt de machinekeuze, de cyclustijd per stuk, de spreiding op maten en het onderhoud over de hele levensduur van de matrijs.

Wij zien die keuze vaak te laat vallen. Het product is dan al uitgetekend, de spuitgietmachine is al in beeld en pas daarna wordt het werkelijke jaarvolume duidelijk. Omschakelen van één naar acht cavities is op dat moment geen aanpassing meer maar een nieuw matrijsontwerp. Vanuit onze eigen toolshop rekenen wij daarom vroeg mee, zolang een wijziging nog op papier plaatsvindt.

De kern van de afweging is de verhouding tussen een eenmalige investering en een terugkerende kostprijs. Hoe hoger het jaarvolume, hoe zwaarder die terugkerende kostprijs weegt en hoe sneller extra cavities zich terugverdienen. Waar het omslagpunt ligt, verschilt per product, per materiaal en per machine.

Wat het jaarvolume doet met de kostprijs per product

De gereedschapskosten deelt u uit over het totale aantal producten dat de matrijs ooit gaat maken. Bij enkele duizenden stuks per jaar drukt een dure meervoudige matrijs zwaar op elk product. Bij honderdduizenden stuks per jaar valt dat aandeel weg tegen de machine-uren en het materiaal. Dan telt vooral hoeveel producten er per uur uit de machine komen.

Grofweg geldt dat een tweede cavity de gereedschapskosten niet verdubbelt. Een matrijs met vier cavities kost doorgaans minder dan vier enkelvoudige matrijzen, omdat het matrijsblok, de aandrijving en de basisconstructie gedeeld worden. Daardoor daalt de kostprijs per product zodra het volume er is. Wij werken de cijfers per project uit en verwijzen daarbij graag naar onze uitleg over wat kunststof spuitgieten kost.

Hogere investering tegenover kortere cyclustijd per stuk

Een cyclus bestaat uit vullen, nadrukken, koelen, openen en uitwerpen. Die tijd verandert nauwelijks wanneer u meer cavities toevoegt, want de koeltijd hangt vooral af van de wanddikte van het product. Vier producten per cyclus betekent dus ongeveer een kwart van de cyclustijd per stuk.

Dat effect is groot, maar niet onbeperkt. Meer cavities vragen een grotere machine, een hoger doseervolume en meer plastificeercapaciteit. Op een zeker punt wordt de cyclus langer omdat de schroef meer materiaal moet voorbereiden. De winst per extra cavity neemt daardoor af naarmate het aantal cavities stijgt.

Machinegrootte en sluitkracht bepalen wat haalbaar is

Het geprojecteerde oppervlak van alle producten en het volledige aanspuitsysteem samen bepalen hoeveel sluitkracht nodig is. Verdubbelt u het aantal cavities, dan verdubbelt die kracht ongeveer mee. Is de benodigde sluitkracht hoger dan wat de machine levert, dan opent de matrijs tijdens het inspuiten een fractie en ontstaat braamvorming op de deellijn.

Daarom kijken wij bij spuitgieten naar matrijs en machine als één geheel. Een matrijs die op papier prachtig rendeert maar alleen op de zwaarste machine past, pakt soms duurder uit dan een kleinere uitvoering die op meerdere machines draait.

Balancering van het aanspuitsysteem in spuitgiet matrijzen

Meerdere cavities werken alleen goed wanneer ze op hetzelfde moment en met dezelfde druk vollopen. Een natuurlijk gebalanceerd kanaalsysteem, waarbij elke cavity dezelfde weglengte en dezelfde doorsnede heeft, is de meest betrouwbare basis. Waar de productvorm dat niet toelaat, corrigeren wij met aangepaste kanaaldiameters of met een heetkanaalsysteem waarin elke aanspuiting apart geregeld wordt.

Loopt de vulling uit de pas, dan krijgt de ene cavity te veel nadruk en de andere te weinig. Het gevolg is verschil in gewicht, in krimp en in inwendige spanning tussen producten die uit dezelfde matrijs komen. Bij spuitgiet matrijzen met veel cavities is balancering daarmee geen detail maar het hart van het ontwerp.

Maatverschillen en onderhoud over de levensduur

Elke cavity is een eigen kleine matrijs met een eigen bewerkingsgeschiedenis en eigen slijtage. Hoe meer cavities, hoe groter de kans dat een enkele daarvan buiten tolerantie loopt. Bij kritische maten nummeren wij de cavities, zodat elk product herleidbaar is en wij bij afwijkingen precies weten waar wij moeten ingrijpen. Die aanpak sluit aan op wat wij eerder schreven over kwaliteit en herhaalbaarheid bij spuitgieten.

Onderhoud volgt dezelfde lijn. Meer cavities betekent meer uitwerpers, meer koelkanalen en meer afdichtingen die aandacht vragen. Een storing in één cavity legt bovendien vaak de hele matrijs stil. Een meervoudige matrijs verdient daarom een strakker onderhoudsritme, iets waar wij in het ontwerp al op inspelen door slijtdelen uitwisselbaar te maken.

Waarom de keuze vroeg in het traject moet vallen

Het aantal cavities stuurt de wanddikte, de ligging van de deellijn, de plaats van de aanspuiting en de ruimte voor koeling. Dat zijn precies de punten die u niet achteraf verandert zonder het gereedschap opnieuw te maken. In gesprekken over matrijs spuitgieten begint het daarom bij een reëel beeld van het jaarvolume, de gewenste levensduur en de kans dat het product nog wijzigt. Onze aanpak bij het ontwerpen van spuitgietmatrijzen voor hogere productie-efficiëntie start altijd met die drie vragen.

Twijfelt u tussen een enkelvoudige start en meteen doorpakken naar meerdere cavities, leg de cijfers dan naast elkaar voordat het ontwerp vastligt. Wij denken graag mee over de scenario’s die bij uw volume passen. Neem gerust contact met ons op voor een rekenvoorbeeld op basis van uw eigen product.