Was ist der Unterschied zwischen Spritzguss und Silikonkompressionsformen?
Silikonprodukte finden breite Anwendung in den Bereichen Medizin , Automobilindustrie, Mutter- und Kindpflege , Küchengeräte usw. Angesichts der beiden gängigen Formgebungsverfahren Spritzgießen und Formpressen sind Ingenieure, Einkäufer und Markenverantwortliche oft ratlos: Wie soll man sich entscheiden?
Dieser Leitfaden analysiert die Vor- und Nachteile beider Verfahren hinsichtlich Kosten, Leistung, Prozess und Markt, um Ihnen zu helfen, die passenden Anwendungsszenarien zu finden und die Wettbewerbsfähigkeit Ihrer Produkte zu verbessern. Viele Silikonprodukte werden im sogenannten Silikonformverfahren hergestellt. Möchten Sie mehr über die Unterschiede zwischen Spritzguss und Formpressen erfahren?
Wir werden uns auf die Unterschiede zwischen Silikonspritzguss und Silikonkompressionsformen, die Funktionsweise dieser Techniken und die wichtigsten Vor- und Nachteile dieser Techniken konzentrieren.
Die ZSR Group ist in der Lage , Silikon-Konsumgüter in großem Maßstab mittels Silikon-Spritzguss und Formpressen herzustellen .
Erfahren Sie mehr über die Methode und den Prozess des Silikonformens
1. Was ist Spritzguss?
Spritzgießen ist ein Fertigungsverfahren, das die Produktion von Teilen in großen Stückzahlen ermöglicht. Dabei werden Materialien in eine geschlossene Form gespritzt. Das LSR-Material wird in die Form gespritzt, schnell unter hohem Druck gefüllt, abgekühlt und geformt – ein einmaliger, hochpräziser Spritzguss. Spritzgießen wird typischerweise als Massenproduktionsverfahren zur Herstellung Tausender identischer Artikel eingesetzt. Zu den Spritzgussmaterialien gehören Metalle, Gläser, Elastomere und Polymere.
Bei einer Spritzgießmaschine werden Polymere verwendet, die erhitzt und in eine Form eingespritzt werden.
Dies ist eine kostengünstige Möglichkeit, ein Silikon- oder Kunststoffprodukt in Massenproduktion herzustellen. Dabei wird ein Aluminium- oder Stahlwerkzeug, auch Form genannt, hergestellt, das in eine Spritzgussmaschine eingesetzt wird. Die Form besteht aus zwei Hälften, die als Kern bzw. Hohlraum bezeichnet werden. Die Maschinen üben enormen Druck auf diese Hälften aus, um sie zusammenzubringen. Anschließend wird Thermoplast oder Silikon geschmolzen und durch die Angussöffnungen in die Form eingespritzt. Die Form kann gekühlt oder auf eine bestimmte Temperatur temperiert werden.
Beim Flüssigsilikon-Formverfahren kommt ein „Kolben“ und keine Schraube zum Einsatz, der ein „kaltes“ Silikonmaterial unter sehr hohem Druck in eine sehr heiße Form einspritzt.
2. Wie geht es? Spritzgießen von flüssigem Silikonkautschuk ung?
Flüssigsilikon-Spritzguss:
Beim Silikon-Spritzgießen wird das gewünschte Material in einen beheizten Zylinder gefüllt, vermischt und in einen Formhohlraum gepresst, wo es aushärtet und die gewünschte Form annimmt. Die Formen bestehen üblicherweise aus Stahl oder Aluminium und sind oft die effizienteste Methode zur Silikonverarbeitung.
Der nächste Schritt beim Spritzgießen ist die Herstellung der Form selbst. Die meisten Formen bestehen aus Metall, normalerweise Aluminium oder Stahl, und werden präzise bearbeitet, um den Eigenschaften des Produkts zu entsprechen, das sie herstellen sollen.
Die Form muss hochpräzise sein und besteht normalerweise aus teurem Stahl.
Das Formendesign ist komplex und muss den Strömungskanal, den Auspuff und andere Systeme berücksichtigen.
Sobald die Form vom Formenbauer erstellt wurde, wird das Material für das Teil in ein beheiztes Fass gefüllt und mithilfe einer spiralförmigen Schnecke gemischt. Heizbänder schmelzen das Material im Zylinder und das geschmolzene Metall oder geschmolzene Silikonmaterial wird dann in den Formhohlraum geleitet, wo es abkühlt und aushärtet und sich der Form der Form anpasst. Die Kühlzeit kann durch den Einsatz von Kühlleitungen verkürzt werden, die Wasser oder Öl von einem externen Temperaturregler zirkulieren lassen. Formwerkzeuge sind auf Plattenformen montiert, die sich öffnen, sobald das Material erstarrt ist, sodass Auswerferstifte das Teil aus der Form auswerfen können.
- Der Rohstoff ist flüssig und in zwei Komponenten, A und B, aufgeteilt, die üblicherweise im Verhältnis 1:1 gemischt werden.
- Nach dem Mischen wird es mit einer Spritzgussmaschine verarbeitet.
Getrennte Materialien können in einem Spritzgussverfahren, einer so genannten Zwei-Schuss-Form, zu einem Teil kombiniert werden. Diese Technik kann verwendet werden, um Kunststoffprodukten eine weiche Haptik zu verleihen, einem Teil Farbe hinzuzufügen oder Artikel mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen herzustellen.
Es wird das Spritzgussverfahren angewendet und als Ausrüstung dient eine Flüssigsilikon-Spritzgussmaschine.
- Der Prozess ist hochgradig automatisiert und es sind keine manuellen Schritte zum Dosieren, Platzieren von Materialien oder andere Schritte erforderlich.
- Schnelle Formgeschwindigkeit und hohe Produktionseffizienz.
Um eine vollständige Füllung zu gewährleisten und Blasen zu vermeiden, spritzen Sie das erhitzte Silikon durch die Düse in den Hohlraum zwischen Ober- und Unterform.
Sorgen Sie für eine gewisse Zeit für eine konstante Umgebungstemperatur, damit das Silikon aushärten kann.
Nachdem das Silikon vollständig ausgehärtet ist, trennen Sie die obere und untere Form und entnehmen Sie das fertige Produkt.
Weiterführende Informationen: Was ist Kunststoffspritzguss?
Formen können aus einzelnen oder mehreren Hohlräumen bestehen. Formen mit mehreren Kavitäten können identische Teile in jeder Kavität enthalten oder einzigartig sein, um Teile mit unterschiedlichen Geometrien zu erzeugen. Aluminiumformen eignen sich nicht optimal für die Massenproduktion von Teilen mit engen Maßtoleranzen, da sie schlechtere mechanische Eigenschaften haben und aufgrund der Einspritz- und Schließkräfte anfällig für Verschleiß, Verformung und Beschädigung sein können. Stahlformen sind zwar langlebiger, aber auch teurer als Aluminiumformen.
Der Spritzgussprozess erfordert eine sorgfältige Gestaltung, einschließlich der Form und Merkmale des Teils, der Materialien für das Teil und die Form sowie die Eigenschaften der Formmaschine.
3. Was sind die Vor- und Nachteile von Silikonspritzguss?
Das Silikonspritzgießen bringt seine ganz eigenen Vor- und Nachteile mit sich. Hier sind die wichtigsten Vor- und Nachteile von Silikonspritzgusstechniken.
Vorteile des Spritzgießens
Nachteile des Spritzgießens
4. Was ist Formpressen?
Das Formpressen ist ein bewährtes Verfahren zur Herstellung einfacher Silikonkautschukteile. Dabei wird vulkanisierter Silikonkautschuk unter hohem Druck in ein robustes und gebrauchsfähiges Gummiteil verwandelt. Das vorgewärmte Silikonrohmaterial wird in eine offene Form gegeben und unter Druck gesetzt, um es auszuhärten. Das Verfahren eignet sich für große Teile und einfache Produkte. Die Form wird geschlossen und unter hohen Druck und Hitze gesetzt. Der Druck auf die obere Platte presst das Gießmaterial in alle Formbereiche und verdrängt die Luft. Hitze und Druck werden so lange aufrechterhalten, bis das Material ausgehärtet ist. Nach dem Aushärten werden die Silikonprodukte aus der Form entnommen.
Das Formpressen eignet sich ideal für Anwendungen mit geringer Härte und engen Toleranzen – und wenn die Kosten des Spritzgießens eine Rolle spielen. Dank unserer über 10-jährigen Erfahrung verfügen wir über das Know-how, auch komplexe Teile im Formpressverfahren herzustellen.
5. Wie funktioniert Formpressen?
Beim Kompressionsformen wird Silikonkautschuk durch die Kombination von Hitze und Druck in eine bestimmte Form gebracht.
Sobald alle oben genannten Elemente vorhanden sind, wird vulkanisierter Silikonkautschuk in vorbereiteten Formen komprimiert.
Hier sind die Schritte des Silikonkautschuk-Formpressprozesses:
- Die Form wird durch Erhitzen und Verschließen vorbereitet.
- Unvulkanisierter Gummi (Vorformling) wird in den Formhohlraum eingelegt und für die Formgebung vorbereitet. Jede Form hat eine andere Vorform in Form und Größe, die am besten funktioniert. Wenn der optimale Vorformling ermittelt wurde, ist es wichtig, eine Toleranz sowohl hinsichtlich seiner Größe als auch seiner Form einzuhalten, um sicherzustellen, dass sich das Teil korrekt formt. Zu viel Material ist verschwenderisch und kann dazu führen, dass der Grat zu dick wird, während zu wenig Material zu Hohlräumen im Teil führen kann.
- Die Form wird geschlossen – in einer Formpresse werden Hitze und Druck ausgeübt. In der Produktion eingesetzte Pressen verwenden eine speicherprogrammierbare Steuerung zur Überwachung und Steuerung kritischer Parameter wie Temperatur, Druck und Zeit, um sicherzustellen, dass das Formen innerhalb eines vorgeschriebenen Toleranzfensters erfolgt.
- Wärme und Druck werden (gemäß speicherprogrammierbarer Steuerung und entsprechend den Temperatur- und Druckparametern) bei geschlossener Form angewendet.
- Die Form wird geöffnet und der ausgehärtete Silikonkautschuk samt Grat entnommen.
- Die Silikonkautschukprodukte durchlaufen dann den Herstellungsprozess und durchlaufen Nachformprozesse einschließlich Entgratung, Inspektion, Nachhärtung usw.
6. Was sind die Vor- und Nachteile des Silikon-Formpressens?
Das Formpressen ist eine beliebte Technik für Dichtungen, Dichtungsringe und Tüllen, aber aufgrund seiner Vor- und Nachteile nicht für alle Modellierungsprozesse die richtige Wahl.
Vorteile des Formpressens
Nachteile des Formpressens
7. Silikonspritzguss vs. Formpressen
Die ZSR Group verfügt über das nötige Wissen und die Expertise, um Ihnen zu helfen, das für Ihre Bedürfnisse optimale Silikonherstellungsverfahren zu finden. Sie erklärt, dass die Wahl zwischen Silikonkautschuk-Pressformung und Spritzguss im Wesentlichen von Kosten, Produktionsmenge und Zeitdruck abhängt. Beide Verfahren haben ihre Vor- und Nachteile, doch welches Verfahren am besten geeignet ist, hängt von Ihrem Produkt ab.
Es ist wichtig, einen Hersteller auszuwählen, der weiß, welche Technik am besten zu Ihrem Teil passt, denn das sollte der entscheidende Faktor sein. Unabhängig davon, welches besser geeignet ist, verfügt die ZSR Group über die Kapazitäten, um sowohl Ihren Kompressions- als auch Ihren Spritzgussbedarf abzudecken.
„Während keine Technik besser ist als die andere, hängt die Wahl zwischen Spritz- oder Formpressen stark von den Anforderungen Ihres Produkts und seiner Anwendung ab.“
Wen interessiert schon der Unterschied zwischen Spritzgießen und Formpressen?
Die Produktingenieure/Designer konzentrieren sich auf Produktstruktur, Präzision und physikalische Eigenschaften.
Einkäufer/Kostenkontrolleure, da sie für die Messung der Formkosten und Lebenszykluskosten verantwortlich sind.
Marken/Vertriebshändler, da diese die Lieferung und stabile Versorgung sicherstellen müssen.
Wo werden Sie das Spritzgussverfahren einsetzen?
Spritzguss wird verwendet, um komplexe Formen wie medizinische Geräte, elektronische Dichtungen, Präzisionsknöpfe und Schnuller für Mütter und Kleinkinder effizient und genau nachzubilden.
Wo werden Sie das Formpressen einsetzen?
Für große Silikonpads, Wärmedämmpads, Automobildichtungen, professionelle Dichtungen und andere Anwendungsszenarien, bei denen die Anforderungen an Präzision und Sauberkeit nicht so hoch sind, wird Silikon-Pressformung verwendet.
Wie wählt man das richtige Verfahren aus? Spritzgießen oder Formpressen?
Erfassen Sie die vier Schlüsselwörter Monatsleistung, Größe, Präzision und Material.
Spritzguss für komplexe Produkte mit großen Dickenunterschieden und inneren Rippen; hohe Präzisionsanforderungen: Spritzguss eignet sich zur Herstellung von Silikonprodukten mit hohen Präzisionsanforderungen, wie z. B. Dichtungsringe, Gummimanschetten, Schutzhüllen usw. Hohe Automatisierungsanforderungen, hohe Chargen, komplexe Strukturen (z. B. medizinische Teile für Babyschnuller)
Kleine und mittlere Chargen, große flache Teile: Wählen Sie Formpressen. Probeproduktion, schnelle Probenprüfung: Formpressen ist kostengünstig. Einschränkungen: Geringe Effizienz: Im Vergleich zum Spritzgießen hat Formpressen einen längeren Produktionszyklus und ist nicht für die schnelle Produktion im großen Maßstab geeignet. Größenbeschränkungen: Es müssen Schrumpfungsränder berücksichtigt werden, was die Maßgenauigkeit des Endprodukts beeinträchtigen kann.
Die beiden Methoden können während der Probeproduktionsphase gemischt oder schrittweise eingesetzt werden.
Bei raschen Marktveränderungen ist eine flexible Prozesskompression oder eine schrittweise Investition in die Form vorzuziehen.
Wie hoch sind die Kosten für Spritzguss im Vergleich zum Formpressen?
Kosten für Spritzgussformen: Hunderttausende RMB, aber lange Lebensdauer (Hunderttausende Male);
Kosten für Pressformen: Zehntausende bis Hunderttausende, geeignet für mittlere und kleine Mengen;
Langfristiger Betrieb: Spritzguss im großen Maßstab hat einen niedrigen durchschnittlichen Stückpreis; die Kompression kleiner und mittlerer Chargen ist wirtschaftlicher.
Wie kontrolliert man die Qualität von Silikon-Spritzgussprodukten?
Die Qualitätskontrolle von Silikonspritzgussprodukten erfordert ein ausgefeiltes Management unter verschiedenen Aspekten wie Rohstoffen, Prozessparametern, Formdesign und Produktionsumgebung. Die folgenden Punkte sind die wichtigsten Kontrollpunkte:
Rohstoffmanagement
Lieferantenaudit: Wählen Sie Lieferanten von Silikonrohstoffen aus, die die ISO-Zertifizierung bestanden haben und über ein Qualitätsmanagementsystem verfügen, und bewerten Sie regelmäßig deren Lieferqualität und -stabilität.
Wareneingangsprüfung: Prüfung der flüchtigen Bestandteile (≤ 0.5 %), der Härte (± 2 Shore A), der Mooney-Viskosität (40–60 MU) und weiterer Indikatoren der Rohstoffe. Die Lebensmittelqualität muss der FDA/LFGB-Zertifizierung entsprechen.
Lagerung: Vor Licht geschützt und trocken lagern. Um Nässe und Leistungseinbußen der Rohstoffe zu vermeiden, das First-In-First-Out-Prinzip anwenden.
Prozessparametersteuerung Temperatureinstellung: Die Formtemperatur wird entsprechend der Silikonart (festes Silikon 160–180 °C, flüssiges Silikon 170–210 °C) eingestellt und das SPS-System wird verwendet, um die Genauigkeit von ±2 °C in Echtzeit zu überwachen.
Einspritzgeschwindigkeit: Die Einspritzrate des flüssigen Silikons wird auf 15–25 g/s geregelt, um Turbulenzen und Blasen zu vermeiden.
Druck und Zeit: Der Einspritzdruck beträgt 8–15 MPa, und die Vulkanisationszeit wird nach dem Prinzip t90+10 % gesteuert. Industrieprodukte erfordern eine sekundäre Vulkanisation (200 °C × 4 Stunden).
Formdesign und -wartung Auslassdesign: Legen Sie 0.5–1 Auslassnuten (Tiefe 0.03–0.05 mm) pro Quadratzentimeter fest, um zu verhindern, dass Blasen zurückbleiben.
Formpflege: Kalibrieren Sie regelmäßig die Maßgenauigkeit und reinigen Sie das restliche Silikon rechtzeitig nach dem Gebrauch, um Kratzer zu vermeiden, die die Formgenauigkeit beeinträchtigen.
Sauberkeit in der Produktionsumgebung und Nachbearbeitung: Die Produktion medizinischer Produkte erfordert das Mischen und Vulkanisieren in einem Reinraum der Stufe 10,000, um eine mikrobielle Kontamination zu vermeiden.
Vulkanisationsnachbearbeitung: Das Produkt muss länger als 24 Stunden reifen und die medizinische Qualität muss in einem Raum mit konstanter Temperatur abgeschlossen werden, um die Entspannung der Molekülkette sicherzustellen.
Qualitätsprüfung – Online-Überwachung: Verwenden Sie Sensoren, um Parameter wie Größe und Temperatur in Echtzeit zu überwachen und bei Abweichungen automatisch Alarm zu schlagen.
Inspektion des fertigen Produkts: Stichprobenartige Prüfung der Maßgenauigkeit, der Glätte des Aussehens und der Verbindungsfestigkeit des Produkts; Produkte in medizinischer Qualität müssen den Biokompatibilitätstest bestehen.
Wie kontrolliert man die Qualität von Silikon-Pressformprodukten?
Die Qualitätskontrolle von Silikon-Heißpressformprodukten muss bei den Rohstoffen, dem Formendesign, den Prozessparametern und dem Umweltmanagement beginnen:
Rohstoffkontrolle
Vorbehandlung des Rohmaterials: Es ist notwendig, Indikatoren wie flüchtige Bestandteile (≤0.5 %), Härteabweichung (±2 Shore A), Mooney-Viskosität (4–0 MU) usw. zu testen. Für die Industriequalität sind zusätzliche Tests der Ölbeständigkeit (ASTM D6-Standard) und Reißfestigkeit (≥0 kN/m) erforderlich.
Formendesign
Präzisionsanforderungen: Die Formtemperatur muss entsprechend dem Materialtyp eingestellt werden (festes Silikon 160–180 °C), und die Formauslassnut wird auf 0.5–1 pro Quadratzentimeter mit einer Tiefe von 0.03–0.05 mm eingestellt.
Prozessparameter
Temperaturregelung: Das SPS-System wird verwendet, um die Vulkanisationstemperatur in Echtzeit (±2 °C) zu verfolgen, und medizinische Produkte müssen schrittweise erhitzt werden (120 °C × 1 h → 150 °C × 2 h).
Druckregulierung: Der Druck wird während des Formprozesses auf 8–15 MPa geregelt, um ein Überlaufen des Silikons oder eine ungleichmäßige Füllung zu verhindern.
Zeitmanagement: Die Aushärtezeit wird entsprechend der Materialstärke angepasst (t90+10%). Die Nachhärtung von Industrieprodukten erfordert eine 4-stündige Ofenbehandlung bei 200 °C.
Wie wird das Spritzgießen bzw. Formpressen durchgeführt?
Um präzise LSR-Silikonprodukte zu erhalten, müssen die Angussöffnungen und Kühlsysteme der Spritzgussformen regelmäßig gereinigt werden.
Um Grate und Verschleiß zu reduzieren, sollten die Pressformen jedes Mal nach Abschluss eines Produktzyklus zugeschnitten werden.
Um Verunreinigungen zu vermeiden, die die Qualität des späteren Produkts beeinträchtigen, sollte auf Materialreinheit verzichtet werden.
Weitere häufig gestellte Fragen zum Thema Silikon-Spritzguss vs. Formpressen?
Ist LSR-Spritzguss für großformatige Teile geeignet?
- Nicht geeignet, separates Spritzgießen + Kleben erforderlich;
Gibt es große Unterschiede bei den Umbaukosten?
- Spritzguss ist teuer und kostet Hunderttausende; die Kompression ist gering;
Können durch Kompression komplexe Strukturen entstehen?
- Es können flache Strukturen erstellt werden, komplexe Funktionen sind jedoch begrenzt.
Ist die Nachbearbeitung umständlich?
- Beim Spritzgießen müssen weniger Löcher repariert werden; beim Komprimieren müssen Grate entfernt werden.
Weitere FAQ zum Thema Formpressen vs. Spritzgießen
1: Ist Silikon-Spritzguss bei einer Stückzahl von mehr als 10,000 Stück rentabel?
Im Allgemeinen ist Spritzguss bei Chargen über 20,000 Stück/Farbe und 10,000 Stück wirtschaftlicher. Die Wahl des richtigen Formverfahrens hängt von der Komplexität und dem Produktionszyklus ab. Die Experten der ZSR Group können Ihnen bei der Auswahl des richtigen Formverfahrens für Ihre Silikonprojekte helfen.
2: Können durch Formpressen nur einfache Formen hergestellt werden?
Bei komplexen Strukturen mit tiefen Hohlräumen ist die Leistung schlecht, aber durch Mehrsegmentformen oder Einsätze kann ein gewisser Grad an Komplexität erreicht werden.
3: Welche Methode eignet sich besser für medizinische/mutterschafts- und säuglingsspezifische Produkte?
Für medizinische Anwendungen ist Spritzguss (LSR) erforderlich, das über aseptische Fertigungsmöglichkeiten sowie saubere und ungiftige Eigenschaften verfügt.
4: Was verbraucht mehr Energie, Formpressen oder Spritzgießen?
Die Spritzgussmaschinen haben eine hohe Leistung und einen hohen Energieverbrauch für das Vorheizsystem der Formen. Die Kompressionsformgeräte haben einen geringen Stromverbrauch, aber hohe Arbeitskosten.
8. Fazit
Spritzgießen und Formpressen Jedes dieser Modelle hat seine eigenen Vorteile und Anwendungsbereiche:
Spritzguss eignet sich für hochwertige Silikonteile mit hohem Volumen, Komplexität und hohen Hygieneanforderungen;
Die Komprimierung eignet sich für geringe Volumina, große und einfache Strukturanforderungen.
Letztlich sollte die Prozessauswahl auf den Produktstrukturmerkmalen, der Chargengröße, den Materialeigenschaften und der Kostenkontrolle basieren. Bei richtiger Positionierung kann dies die Produktqualität deutlich verbessern, die Betriebskosten senken und die Marke bei der Marktpositionierung und Ressourcenallokation nachhaltig unterstützen.
Die ZSR Group ist in der Lage, Silikonwerkzeuge, HTV-Silikonprodukte, LSR-Formteile und mehrfarbige Silikonprodukte herzustellen. Wir bieten außerdem kundenspezifische Silikonwerkzeuge, Silikonformen, Silikonkompressionsformen, LSR-Spritzguss, Silikon-Tropfspritzguss (Co-Injektion), Silikongewebebeschichtungen und Aushärtungsformen an. Wir empfehlen Ihnen die passenden Formverfahren entsprechend den Anforderungen Ihres Silikonprojekts.
Wenn Sie eine Bewertung der Silikonproben, eine Beratung zum Formendesign oder eine Standardarbeitsvorschrift für den Prozessablauf wünschen oder OEM- oder OEM-Silikonproduktlösungen benötigen, können Sie sich gerne an uns wenden!
Für alle Silikonprodukte und Silikonprojekte , die technische Unterstützung benötigen , bietet die ZSR Group auch die Möglichkeit, Silikonprodukte individuell anfertigen zu lassen . Wir begleiten Ihre Silikonprodukte von der ersten Idee bis zur Markteinführung.
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Technischer Bezug
Über den Autor: ZSR International Group
ZSR International Group (Hong Kong) Co., Limited ist ein Komplettanbieter für Silikonformteile und bietet Lösungen für die Silikonformung im Konsumgüterbereich. Wir bieten OEM-Services von der Silikonproduktentwicklung bis zur Auftragsfertigung. Wir fertigen kundenspezifische Silikonwerkzeuge, LSR- Formteile (Flüssigsilikonkautschuk), Vollsilikon-Formteile und mehrfarbige Silikonformteile. Darüber hinaus bieten wir kundenspezifische Formteile aus Silikon, LSR und mehrfarbige Formteile im Co-Injektionsverfahren an.
