Matrijs voor spuitgieten: kosten, werking en wanneer het interessant is

Wanneer is een matrijs interessant?

Een matrijs is vaak de grootste investering bij spuitgieten.
Daarom draait het niet om de vraag wat het is, maar vooral: wanneer is het rendabel?

Bij technieken zoals frezen of 3D printen betaal je weinig opstartkosten, maar veel per stuk.

Bij spuitgieten is dat precies andersom:

• Hoge investering vooraf (matrijs)
• Lage kosten per product daarna

Hoe meer je produceert, hoe lager je stukprijs.

In de praktijk zie je vaak dit omslagpunt:

• < 100 stuks → andere technieken
• 100 – 500 stuks → afhankelijk van situatie
• 500+ stuks → spuitgieten wordt interessant
• 1.000+ stuks → vaak duidelijk voordeliger

Het gaat dus niet alleen om de prijs van de matrijs, maar om de totale kosten over tijd.

Wanneer wel (en niet) kiezen voor een matrijs?

Een matrijs is geen goede keuze als:

• Je ontwerp nog niet definitief is en je wijzigingen verwacht na eerste productie
• Je geen concreet volume hebt boven de ±500 stuks
• Je nog aan het testen bent of je product überhaupt gaat verkopen

Dan is flexibiliteit belangrijker dan kostprijs.

Een matrijs wordt juist interessant als:

• Je ontwerp definitief is en je niet meer wilt blijven aanpassen
• Je product elke paar maanden opnieuw geproduceerd moet worden
• Je nu per stuk te veel betaalt en dat begint te knellen
• Je onderdelen exact hetzelfde moeten zijn, zonder afwijkingen of nabewerking

Twijfel je? Gebruik deze simpele check:

• Ga je richting 500+ stuks?
• Ga je dit product vaker bestellen?
• Is je ontwerp klaar om vast te zetten?

3x “ja”? Dan is spuitgieten bijna altijd de moeite waard om te onderzoeken.

Het belang van de juiste matrijs

De mogelijkheden en keuzes voor het maken van matrijzen zijn ongelooflijk groot. Dat varieert niet alleen van de runner-systemen en het type matrijs. Maar ook het materiaal: staal of aluminium. Het aantal holtes en nog duizend andere mogelijkheden en oplossingen. Wij zullen proberen de vraag wat is een matrijs zo volledig mogelijk te beantwoorden.

Het kiezen van het juiste type matrijs – voor jouw kunststof product – is vanwege al deze mogelijkheden cruciaal. Omdat het type matrijs van invloed is op de kwaliteit, productiesnelheid en – als gevolg daarvan – ook op de totale kosten.

Met kunststof spuitgieten is vrijwel alles mogelijk en dat geldt dus ook voor de matrijs. Het is belangrijk om je te realiseren dat hoe hoger de complexiteit is, hoe duurder de matrijs wordt. Vaak zijn de eisen die gesteld worden aan een kunststof product en – dus ook aan de matrijs – niet in verhouding met het beoogde budget.

Daarom is het belangrijk om vooraf de volgende vragen beantwoord te krijgen:

• Hoeveel stuks moet er in totaal geproduceerd worden?
• Wat zijn de functionele, technische en visuele eisen waaraan het product echt moet voldoen? 
• Wat is mijn budget voor dit project? 
• Komen de gestelde eisen overeen met mijn budget?

Het komt regelmatig voor dat er vooraf meer eisen gesteld worden dan functioneel of technisch noodzakelijk zijn. Zonde, want dit maakt de matrijs onnodig kostbaar en stelt het budget onder druk. Laat je niet verleiden door alle mogelijkheden, maar kijk doelbewust wat haalbaar is in jouw case!

Wij gaan hier graag over in gesprek met jou. Zo bekijken we gezamenlijk wat de beste oplossing is voor jouw kunststofproduct. Neem gerust contact met ons op, of vraag een brainstormsessie aan.

Als je ooit hebt gekeken naar spuitgieten voor je kunststof onderdelen, was je eerste gedachte waarschijnlijk: waarom zijn spuitgietmatrijzen zo duur? Een spuitgietmatrijs is meestal één van de duurste onderdelen van een project. Het kan de kosten voor kleine oplagen aanzienlijk verhogen.

Wat is een matrijs?

Simpel uitgelegd: een matrijs is een holle gietvorm die onder hoge druk gevuld wordt met vloeibaar kunststof. Spuitgieten is een populaire methode in de verwerking van thermoplastische kunststoffen. Een spuitgietmatrijs bestaat uit twee helften. In gesloten toestand vormen die jouw kunststof product. De ene helft is de spuitzijde en de andere helft de uitwerpzijde.

In het proces wordt de kunststof eerst op hoge temperaturen in een spuitgietmachine gesmolten. En daarna door een schroefmechanisme naar de matrijs getransporteerd. De vloeibare kunststof stolt in de koude holte en krijgt zo de vorm van het gewenste product. Na de koeltijd gaan de twee helften uit elkaar en wordt het product uitgestoten aan de uitwerpzijde van de matrijs. Dit proces kan zich steeds herhalen.

In de matrijs zijn een of meerdere delingen aangebracht. Om het te verwerken materiaal makkelijk in te voeren, de ingesloten lucht te laten ontsnappen en het product te verwijderen. Een principetekening van dit proces is afgebeeld in figuur 1.

Figuur 1

Bij matrijzen kunnen we verschillende delen onderscheiden. Allereerst het matrijshuis of de ombouw. Hierin zijn alle overige onderdelen ondergebracht. Het matrijshuis wordt voor een groot gedeelte opgebouwd uit standaard onderdelen zoals:

• voorplaat
• matrijsplaat
• leipennen en leibussen

In het matrijshuis zijn drie gedeelten te onderscheiden:

• aanspuiting
• holte(n)
• uitstoter mechanisme

Verschillende soorten matrijzen en aanspuitingen:

Er bestaan veel verschillende soorten matrijzen. De meest voorkomende zijn:

• Twee-platen matrijs: de standaardopbouw met twee helften, waarbij de aanspuiting in het deelvlak ligt. Geschikt voor de meeste producten.
• Drie-platen matrijs: een extra plaat scheidt het aanspuitkanaal automatisch van het product. Handig bij meerdere aanspuitpunten op één product.
• Etage-matrijs: twee lagen holtes achter elkaar, zodat één machine per cyclus twee keer zoveel producten maakt.
• Insulated-runner-matrijs: het aanspuitkanaal blijft door isolatie vloeibaar, zodat er per cyclus geen aanspuitafval ontstaat.
• Hot-runner-matrijs: verwarmde kanalen houden de kunststof vloeibaar tot in de holte. Geen afval en een kortere cyclus, maar een duurdere matrijs.

Ook is er onderscheid tussen de manier van aanspuiten. Zo zijn de meest voorkomende aanspuitingen:

• Vaste aanspuiting
• Film aanspuiting
• Duikboot- of tunnelaanspuiting
• Pin-point aanspuiting
• Kegel aanspuiting
• Hotrunner aanspuiting.

Waarom zijn kunststof spuitgietmatrijzen zo duur?

Dat is één van de meest gestelde vragen die wij krijgen over spuitgietmatrijzen. Hoewel ook andere factoren een rol spelen bij het bepalen van de kosten, is de matrijs de grootste uitgave vooraf. En dat komt hierdoor:

1. Allereerst is het maken van spuitgietmatrijzen een bewerkelijke en tijdrovende klus. De tijd die matrijzenmakers nodig hebben om een kunststof spuitgietmatrijs af te werken, kan variëren van enkele dagen tot weken. Afhankelijk van de complexiteit en grootte van het eindproduct.
2. Spuitgietmatrijzen zijn productspecifiek en dus maatwerk. Voor ieder product is een aparte matrijs nodig. Maatwerk is in de regel kostbaar, omdat het niet in series gemaakt kan worden. De producten worden dan ook ambachtelijk en niet machinaal gemaakt. 
3. Bovendien zijn matrijzenbouwers bekwame en goed betaalde vakmensen. Ze hebben jarenlange ervaring opgedaan en verstaan hun vak zeer goed.
4. De gereedschappen die matrijzenmakers nodig hebben zijn behoorlijk kostbaar. Denk hierbij aan dure software, CNC-machines, gereedschappen en precisie-opspanningen. 
5. Maar belangrijker nog in de kostprijs van matrijzen, zijn de vereisten voor malconstructies. Hoewel spuitgietmatrijzen vaak worden samengevat als het halveren van “twee helften”. Een holtezijde en een kernzijde. Zijn er tientallen precisieonderdelen nodig om iedere helft te vormen.
6. En tot slot is het ontwerp van een kunststof spuitgietmatrijs bepalend. Zowel voor de kostprijs als het resultaat van jouw kunststof product. Het vergt daarom veel kennis, tijd en kosten om tot het juiste matrijsontwerp te komen.

Hoeveel kost een kunststof spuitgietmatrijs?

De kosten van een spuitgietmatrijs variëren per project. Hier is daarom geen eenduidig antwoord op te geven. Je hebt al spuitgietmatrijzen voor simpele enkelvoudige producten vanaf 3.500€. Maar het kan oplopen tot ver over de 100.000€ voor grote en complexe matrijzen.

In het algemeen zijn de kosten voor de meeste matrijzen (althans bij ons) tussen de 4.500€ en 25.000€. Afhankelijk van de productgrootte, aantal caviteiten in de matrijs en de complexiteit van het product.

Een matrijs laten maken: zo werkt het bij FlinQ

Een matrijs laten maken begint niet bij de matrijzenbouwer, maar bij je onderdeel en je aantallen. De matrijs bepaalt jarenlang de kwaliteit, de stukprijs en de leverzekerheid van je onderdelen. Daarom kiezen we niet automatisch de zwaarste of de goedkoopste uitvoering. De verwachte aantallen, de gewenste levensduur, de maatvoering en je groeiplannen bepalen welke matrijsopbouw past. Voor kleinere series kan een aluminium matrijs interessant zijn. Bij hogere aantallen wordt een stalen matrijs of een matrijs met meerdere holtes aantrekkelijker.

Zo verloopt het traject:

1. Ontwerpcheck. We beoordelen je ontwerp op maakbaarheid voor spuitgieten: wanddikte, lossingshoeken, aanspuiting en toleranties. Een aanpassing kost nu een uur tekenwerk; als de matrijs er ligt, kost dezelfde aanpassing staal en weken. De belangrijkste ontwerpregels voor spuitgieten zetten we in een eigen artikel op een rij.
2. Matrijskeuze en prijs. Aluminium of staal, één of meer holtes, koud kanaal of hotrunner: vooraf maken we duidelijk wat elke keuze betekent voor de investering, de stukprijs en de flexibiliteit. Met de prijscalculator krijg je direct een indicatie van matrijskosten en stukprijs.
3. Matrijzenbouw. Voor een normale spuitgietmatrijs rekenen we 4 tot 6 werkweken, voor een hoogwaardige matrijs 6 tot 8. We zijn niet gebonden aan één matrijzenbouwer of één fabriek: per project kiezen we de route die past bij je onderdeel, je aantallen en je planning, in Nederland, Oost-Europa of Azië.
4. Proefspuiting en eerste samples. De eerste onderdelen uit de matrijs controleren we op maatvoering, uiterlijk, passing en werking. Verbeterpunten bespreken en verwerken we voordat de serieproductie start.
5. Vrijgave en serieproductie. Na jouw goedkeuring leggen we de productie-instellingen en kwaliteitseisen vast. Zo komen honderden of duizenden onderdelen vrijwel identiek uit dezelfde matrijs.

Matrijzenbouw en spuitgieten begeleiden we als één traject, met één aanspreekpunt. Zo loop je niet vast tussen een matrijzenbouwer en een producent. Wil je een matrijs laten maken? Liever eerst cijfers? Bereken je prijs en je hebt binnen twee minuten een indicatie van matrijs en stukprijs. Een gesprek plannen kan altijd via contact.

Veelgestelde vragen over matrijzen

Wat is het verschil tussen een mal en een matrijs?

In de praktijk niets: matrijs is het vakwoord voor de mal waarmee kunststof wordt gespuitgiet. Het woord mal hoor je vaker bij eenvoudige vormen, zoals siliconen mallen voor gieten; matrijs gebruik je voor het stalen of aluminium gereedschap in een spuitgietmachine.

Kies je een stalen of een aluminium matrijs?

Dat hangt af van je aantallen en je product. Aluminium is goedkoper en sneller te maken (vaak binnen een maand) en past bij kleine series en proefseries. Staal kost meer en duurt langer (tot twee maanden), maar gaat veel langer mee: ongeveer een miljoen cycli tegenover ongeveer 100.000. Voor complexe vormen, hoge precisie en grote oplages is staal de betere keuze. Meer daarover lees je in hoe lang een spuitgietmatrijs meegaat en in kiezen voor aluminium of stalen matrijzen.

Hoe lang duurt het om een matrijs te laten maken?

Voor een normale spuitgietmatrijs 4 tot 6 werkweken, voor een hoogwaardige matrijs 6 tot 8. Daarna volgen de proefspuiting en de goedkeuring van de eerste samples. Van idee tot serieproduct duurt het hele traject meestal 8 tot 16 werkweken. Lees meer over hoelang het spuitgietproces duurt.

Hoe wordt een matrijs gemaakt?

Op basis van het 3D-ontwerp construeert de matrijzenbouwer de matrijs, freest de holtes en kernen uit staal of aluminium, bewerkt scherpe hoeken en fijne details met vonkverspanen, polijst de oppervlakken en bouwt alles samen in het matrijshuis. Daarna volgt de proefspuiting. Kleine correcties zijn dan nog mogelijk, grote ontwerpwijzigingen niet meer.

Meer over matrijzen te weten komen? Lees ook onze blogs:

• Wat kost spuitgieten?
• Spuitgietmatrijzen ontwerpen
• Verschil tussen aluminium en stalen matrijzen
• Hoe lang gaat een spuitgietmatrijs mee?