Das Umspritzen (auch als Overmolding bezeichnet) ist ein technologisches Verfahren, das in der Industrie sehr häufig eingesetzt wird. Es ermöglicht die Herstellung von Produkten, die aus mehreren Materialien bestehen, was das Verfahren einzigartig macht.
Wenn Sie diesen Artikel lesen, werden Sie mehr erfahren:
- Was ist Overmolding und was beinhaltet es?
- Welche Materialien können wir bei der Umspritzung kombinieren?
- Wie entwerfen Sie Bauteile für das Umspritzen?
- Was sind die Vor- und Nachteile des Verfahrens?
Beschreibung der Umspritztechnik
Es handelt sich um ein technologisches Verfahren, bei dem eine zusätzliche Kunststoffschicht auf ein bereits hergestelltes Teil oder eine ganze Komponente aufgebracht wird. Das Verfahren dient dazu, zwei Materialien zu einer einzigen, zusammenhängenden Komposition zu verbinden, wodurch dauerhafte und einzigartige Produkte entstehen können.
Overmolding wird eingesetzt, wenn das von uns angebotene Produkt die Eigenschaften zweier, oft unterschiedlicher Materialien vereinen soll. Zahnbürsten oder verschiedene Arten von Griffen (z. B. für Töpfe und Pfannen) sind gute Beispiele für den Einsatz der Overmolding-Technologie – der Körper ist hart und widerstandsfähig, während der Gummiteil den Gegenstand leicht in der Hand hält und so ein hohes Maß an Ergonomie gewährleistet.
Wie funktioniert das Umspritzverfahren?
- Zunächst ist es notwendig, das Material sowohl für den Körper als auch für das zu formende Teil auszuwählen. Im folgenden Abschnitt werden die möglichen Materialkombinationen aufgeführt.
- Bei der Overmolding-Technologie müssen zwei getrennte Formen hergestellt werden – eine für den Körper des Produkts (Spritzguss) und eine weitere für die Schicht, die darauf aufgebracht wird (Overmolding).
- Herstellung der ersten Form und Spritzgießen des Körpers. Das Verfahren ist einfach das übliche Spritzgießverfahren, über das wir in diesem Artikel mehr geschrieben haben:
- Anschließend wird eine zweite Form hergestellt, die für das Material bestimmt ist, mit dem der Körper übergossen werden soll. Die zuvor hergestellte Produktbasis wird in der Mitte der Form platziert und dann mit dem zweiten Material umspritzt.
- In der letzten Phase wird die Form abgekühlt und das Zielprodukt verfestigt.
Wie man sieht, ist das Verfahren des Umspritzens dem traditionellen Spritzgießen sehr ähnlich. Der größte Unterschied ist das Vorhandensein einer zusätzlichen Form, die es ermöglicht, zwei verschiedene Kunststoffe in einem Produkt zu verwenden.
Welche Materialien werden im Overmolding-Verfahren verarbeitet?
In der Umspritztechnik können viele Arten von Kunststoffen verwendet werden. Die am häufigsten verwendeten sind PP (Polypropylen), PE (Polyethylen) oder ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol). Der wichtigste Aspekt ist, zunächst zu prüfen und zu bestätigen, dass die gewählten Materialien ausreichend kompatibel sind, um miteinander verbunden zu werden. In der Regel gibt es vier grundlegende Materialkombinationen:
Kunststoff – Kunststoff
Bei diesem Verfahren wird die Hauptstruktur, die Basis des Produkts, gespritzt, und anschließend wird ein weiterer Teil um den entstandenen Körper herum gespritzt. Die Oberfläche der beiden Materialien ist in der Regel ähnlich und unterscheidet sich oft nur durch optische Aspekte wie die Farbe.
Kunststoff – Gummi
Der Körper des Produkts besteht aus haltbarem und relativ hartem Kunststoff, auf den Gummi gegossen wird. Diese Lösung wird am häufigsten für Produkte verwendet, deren zu greifende Teile ergonomisch sein sollen.
Metall – Kunststoff
Der Korpus des Produkts besteht aus Metall, während auf der Oberfläche Kunststoffelemente aufgeformt sind.
Metall – Gummi
Der Körper des Produkts besteht aus Metall, während auf seiner Oberfläche ein Gummiteil geformt ist. Die Funktion des Gummiteils besteht darin, einen ergonomischen Griff zu ermöglichen.
Es ist zu bedenken, dass das Zusammenfügen von Materialien, die sich voneinander unterscheiden oder gar verschiedenen Materialgruppen angehören, trotz des Anscheins eine komplizierte Aufgabe ist. Im Vorfeld muss eine Reihe von Tests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Materialien ausreichend kompatibel sind, um miteinander verbunden zu werden.
Warten Sie nicht!
Passen Sie die Technologie an Ihre Bedürfnisse an, um die Kosten der Kunststoffproduktion zu senken.
Sonderfälle des Überspritzens
Die Umspritzung bietet viele, oft nicht standardisierte, Möglichkeiten. In diesem Kapitel werden 2 innovative Lösungen für das Umspritzen vorgestellt.
- Insert Molding → ist ein einstufiges Verfahren. Dabei wird ein spezieller Metalleinsatz in der Mitte einer Form platziert und anschließend mit Kunststoff umspritzt. Beispiele für Werkstücke, die mit diesem Verfahren hergestellt werden,sind die folgenden. elektrischen Steckern.
- Multi-shot → dies ist ein viel komplexeres Verfahren, das eine spezielle Ausrüstung erfordert. Der Prozess ist so weit wie möglich automatisiert, wobei Gießroboter den Transfer der Körper von einer Spritzgießmaschine zur anderen in erheblich kürzerer Zeit ermöglichen.
Was sind die Unterschiede zwischen Injektion und Überbehandlung?
Es gibt viele Unterschiede zwischen dem klassischen Spritzgussverfahren und dem Overmoulding. Die wichtigsten davon sind:
- Anzahl der verwendeten Materialien. Beim klassischen Spritzgießen wird nur ein Material verwendet, beim Umspritzen sind es zwei oder mehr.
- Anzahl der Formen. Beim klassischen Spritzgießen wird nur eine Form hergestellt, während beim Umspritzen zwei Formen verwendet werden – die erste dient zum Einspritzen des Produktkörpers, während die zweite Form für den bereits hergestellten Körper und das darauf zu setzende Bauteil vorbereitet wird.
- Produktstruktur. Beim klassischen Spritzgießen ist die Oberfläche gleichmäßig, während sie beim Umspritzen variiert – dies hängt von der Art der verwendeten Materialien ab.
Beispiele für Produkte, die durch Umspritzen hergestellt werden.
Das Umspritzen hat eine Vielzahl von industriellen Anwendungen. Dazu können gehören:
- wtyczki elektryczne
- Griffe, z.B. für Werkzeuge
- Fahrradgriffkappen
- medizinische Komponenten
- Automobilkomponenten
Wie sollten die Details gestaltet werden?
Es gibt eine Reihe von Designüberlegungen, die bei der Gestaltung von Kunststoffumspritzten Teilen berücksichtigt werden müssen. Dazu gehören. Materialkompatibilität, Teiledesign, Körperdesign, Wandstärke sowie Hinterschneidungen und Überstände. Die wichtigsten Aspekte werden im Folgenden erörtert:
Materialverträglichkeit
Einer der wichtigsten Konstruktionsaspekte beim Umspritzen von Kunststoffen ist die Materialverträglichkeit. Die verwendeten Materialien müssen miteinander verträglich sein, um eine feste Verbindung zwischen den Schichten zu gewährleisten. Die Kompatibilität kann durch Faktoren wie Schmelzpunkt, Verarbeitungsschrumpfung oder Wärmeausdehnungskoeffizient beeinflusst werden.
Produktdesign
Das Design des umspritzten Teils ist ebenfalls entscheidend für den Erfolg des Prozesses. Das Teil muss so beschaffen sein, dass der Kunststoff gleichmäßig durch die Form fließen kann, ohne dass Lufteinschlüsse oder Hohlräume entstehen. Das Teil sollte außerdem ausreichende Zugwinkel und Radien aufweisen, damit es leicht aus der Form gezogen werden kann.
Wandstärke
Die Wandstärke des Formteils ist ein weiterer wichtiger Aspekt der Konstruktion. Zu dünne Teile können sich während des Formprozesses verziehen oder verformen, während zu dicke Teile möglicherweise nicht vollständig ausgefüllt werden, so dass Lufteinschlüsse oder Hohlräume entstehen. Die optimale Wandstärke hängt von den spezifischen Materialien und dem verwendeten Formverfahren ab.
Unterschneidungen und Überhänge
Teile mit Hinterschneidungen und Überhängen können beim Formenbau eine Herausforderung darstellen, da der Kunststoff in diesen Bereichen möglicherweise nicht gleichmäßig fließen kann. Zur Herstellung von Teilen mit Hinterschneidungen und Überhängen kann es erforderlich sein, spezielle Techniken wie Seitenzug oder gefaltete Kerne einzusetzen.
Vorteile der Injektion
Das Umspritzverfahren ist ein innovatives technologisches Verfahren mit einer Reihe von Vorteilen. Einige davon werden im Folgenden beschrieben:
- Verbesserte Funktionalität – diese Technologie ermöglicht die Herstellung von Mehrkomponentenkomponenten, die die Produktfunktionalität verbessern können. Zum Beispiel kann ein gespritzter Kunststoffgriff einen weichen, bequemen Griffbereich haben, der die Ergonomie und den Benutzerkomfort verbessert.
- Erhöhte Produktlebensdauer – das Umspritzen kann die Produktlebensdauer durch Hinzufügen einer Schutzschicht zum Bauteil verbessern.
- Verbesserte Ergonomie und Ästhetik – die Ergonomie und Ästhetik des Produkts kann durch die Verwendung von Materialien verbessert werden, die sich weich anfühlen und eine ansprechende Oberfläche haben.
- Zwiększona wytrzymałość produktu – overmolding może poprawić wytrzymałość produktu poprzez wzmocnienie słabych obszarów mocniejszym materiałem.
- Erhöhte Steifigkeit – das Umspritzen kann die Steifigkeit des Produkts verbessern, indem dem Bauteil eine starre Schicht hinzugefügt wird.
- Erhöhte Flexibilität – das Umspritzen kann die Produktflexibilität verbessern, indem dem Bauteil eine weiche Schicht hinzugefügt wird.
- Verbesserte chemische Beständigkeit – das Umspritzen kann die chemische Beständigkeit eines Produkts durch Hinzufügen einer Schicht aus chemikalienbeständigem Material verbessern.
- Verbesserung der thermischen Eigenschaften – das Umspritzen kann die thermischen Eigenschaften eines Produkts verbessern, indem eine Schicht aus einem Material hinzugefügt wird, das gegen hohe oder niedrige Temperaturen resistent ist.
Nachteile der Injektion
Wie jede Technologie hat auch das Umspritzen Nachteile. Einige davon werden im Folgenden beschrieben.
- Spezialwerkzeuge – dieses Verfahren erfordert den Einsatz von Spezialwerkzeugen wie z. B. Wendeplatten, die nach einem bestimmten Muster hergestellt werden. Zusätzliche Werkzeuge sind in der Regel recht teuer.
- Längere Vorlaufzeiten – da zusätzliche Werkzeuge benötigt werden, sind die Vorlaufzeiten länger als beim klassischen Spritzgießen
- Begrenzte Teilegeometrie – das Umspritzverfahren eignet sich möglicherweise nicht für einige Teile, insbesondere für solche mit komplexen Formen oder Geometrien, die eine genaue Positionierung des umspritzten Materials erfordern. In solchen Fällen sind andere Herstellungsverfahren wie z. B. die maschinelle Bearbeitung oder die Montage möglicherweise besser geeignet.
- Materialkompatibilität – einige Materialien eignen sich möglicherweise nicht für das Kunststoffumspritzungsverfahren, insbesondere solche mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten oder solche, die nicht mit dem Umspritzungsmaterial kompatibel sind. Dies kann zu einer Reihe potenzieller Defekte führen, wie z. B. Verformung oder Delamination.
- Produktionsvolumen – aufgrund der Besonderheiten der Technologie ist das Umspritzverfahren für die Serien- und Großserienproduktion geeignet.
Zusammenfassung
Das Umspritzen ist eine einzigartige Technologie, die es ermöglicht, Bauteile aus zwei Materialien herzustellen. Dadurch können wir die Eigenschaften des Endprodukts besser anpassen, ohne dass eine zusätzliche Montage erforderlich ist (das Produkt wird im technologischen Prozess hergestellt).
Ziehen Sie das Umspritzen für Ihr Produkt in Betracht? Besprechen Sie Ihr Projekt mit unsund unsere Ingenieure werden Ihnen mit Sicherheit sagen, ob das Umspritzverfahren für Ihre Bauteile in den von Ihnen in Betracht gezogenen Materialien machbar ist.