Der Overmolding-Designleitfaden, den Sie nie vergessen dürfen

Umspritzen ist ein Spritzgussverfahren, bei dem Sie eine Harzschicht (normalerweise ein gummiartiger Kunststoff, bekannt als TPE) über ein bereits geformtes oder bearbeitetes Material gießen, um ihm Eigenschaften zu verleihen, die es alleine nicht besitzt.

Obwohl dieses Verfahren kostengünstig ist und zu einer hervorragenden Haftung zwischen den Materialien beiträgt, erfordert es eine sorgfältige Planung. Beispielsweise muss der Maschinist die richtigen Materialien auswählen, um die Funktion des Teils auszuführen und eine maximale Haftung zu erreichen. Dies ist einer der Gründe, warum der Maschinist die Designanleitung für das Umspritzen richtig planen muss.

Aufgrund der Komplexität des Designs müssen Sie beim Erstellen des Overmold-Designs vorsichtig sein. In diesem Artikel erhalten Sie nützliche Tipps zu den Grundsätzen, die Sie bei der Erstellung Ihres Umspritzungs-Designleitfadens berücksichtigen sollten.

Vor dem Overmold-Design zu berücksichtigende Faktoren

Wenn Sie mit Ihrem Overmolding-Designleitfaden beginnen, müssen Sie einige Faktoren berücksichtigen, die dazu beitragen, dass das Design erfolgreich wird. Beispiele für solche Faktoren sind:

Teilfunktion

Die Konstruktion eines Umspritzteils beginnt mit dem vollständigen Verständnis der Funktion des Teils. Um dies tun zu können, sollten Sie sich einige Fragen zu dem Teil stellen, wie zum Beispiel:

1. Was ist das beabsichtigte Ziel für den Teil?

Zu verstehen, warum Sie das Teil entwerfen möchten, ist für den Designteil sehr wichtig. Aufgrund der breiten Anwendung des Umspritzens ist es wichtig, das Ziel Ihres Produkts zu kennen, um den anzuwendenden Prozess zu kennen. Wenn Sie beispielsweise planen, ein Siegel auf ein wasserfestes Gehäuse zu formen, ist ein wasserdichtes Siegel das Ziel des Produkts.

2. Welcher Art von Belastung wird das Teil ausgesetzt sein?

Sie sollten auch die Art der Exposition berücksichtigen, der Ihr Produkt im Rahmen der Pflicht ausgesetzt sein wird, bevor Sie das Design erstellen. Wenn das Teil beispielsweise starker Strahlung wie UV-Licht ausgesetzt ist, können Sie für diese Art von Produkt spezielle Kunststoffe verwenden.

3. Warum überspritzen Sie das Teil?

Der Grund, warum Sie Umspritzen für das Teil verwenden, wird auch dazu beitragen, zu bestimmen, wie komplex das Design sein sollte. Wenn zum Beispiel eine TPE-Umspritzungs-Designanleitung für ein TPE (gummiartig) erstellt wird, das auf einen Griff gegossen werden soll, ist die beabsichtigte Verwendung einer solchen Vorrichtung entweder Vibrationsdämpfung, Ergonomie, Griffigkeit oder Komfort. Die zufriedenstellende Beantwortung dieser Frage hilft bei der Auswahl des richtigen Materials und der korrekten Gestaltung Ihres Overmolding-Designleitfadens.

4. Planen Sie, das Teil in großem Maßstab herzustellen?

Wenn Sie die Produktion in großem Maßstab planen, müssen Sie dies auch bei der Erstellung Ihres Overmolding-Designleitfadens berücksichtigen. Beispielsweise hat ein umspritztes Teil, das zur Schwingungsdämpfung gedacht ist, eine dicke Wand, was mehr Material erfordert und eine längere Zykluszeit zur Herstellung jedes Teils in Anspruch nimmt. Die Herstellung eines solchen Produkts könnte sehr teuer sein, aber es könnte den Preis wert sein, wenn Sie nur ein paar Stücke wollen.

Teilszenario

Nachdem Sie sichergestellt haben, dass die Funktion Ihres Teils zu Ihrem Design passt, besteht der nächste Schritt darin, die Haltung zu untersuchen, in der Sie es verwenden werden, und wie sich dies auf seine physischen Eigenschaften auswirkt. Zu den vier gängigen Szenarien, in denen wir Overmolding-Produkte verwenden, gehören:

1. Hinzufügen von Griffigkeit zu einem Untergrund

Produkte wie Bohrer, Gartenschläuche oder Küchenutensilien benötigen eine gewisse Griffigkeit, damit der Benutzer das Produkt auch bei Nässe kontrollieren kann. In diesen Szenarien besteht die beste Möglichkeit, diesen Produkten Griffigkeit zu verleihen, darin, einen gummiartigen Kunststoff über ihre Griffe zu gießen. Diese Art von Prozess erfordert möglicherweise nicht viel Material und erfordert die meiste Zeit nur eine Produktion in geringen Mengen.

2. Komfort

Wenn Sie einem Substrat Griffigkeit verleihen, dient es auch als Quelle des Komforts bei der Verwendung des Produkts. Dieses Szenario ähnelt also in den meisten Fällen dem vorherigen. Das beliebteste Beispiel für Produkte, die beide Szenarien vereinen, sind Gummigriffe an Fahrradgriffen. Dieses Szenario erfordert auch minimale Materialien und erfordert in den meisten Fällen nur eine Produktion im kleinen Maßstab.

3. Versiegelung

Die Herstellung eines Overmolding-Produkts für dieses Szenario erfordert eine längere Zykluszeit und mehr Material. Diese Versiegelungen haben in der Regel wasserfeste Eigenschaften und müssen eine maximale Haftung mit dem Untergrund erreichen. Bevor Sie diese Art von Teil entwerfen, müssen Sie das Material finden, das die beste Haftung mit dem Substrat bietet und die beste Wasserdichtigkeit bietet.

4. Vibrationsdämpfung

Diese Art der Verwendung erfordert das meiste Material und hat die längste Zykluszeit. Denn das herzustellende TPE-Teil muss dick genug sein, um die Vibrationen des Substrats zu absorbieren, auf das Sie es gießen möchten. Kunden wenden dieses Szenario auf Hochenergiemaschinen wie Pumpen und Bohrer an.

Warum sollten Sie sich für Umspritzen entscheiden?

Bevor Sie überhaupt mit dem Overmold-Design beginnen, sollten Sie feststellen, ob das Overmoulding das beste Herstellungsverfahren ist, das am besten zur Herstellung Ihres Produkts passt. Wenn das Ziel Ihres Produkts einer der folgenden Gründe ist, sollten Sie sich für das Umspritzen als Herstellungsverfahren entscheiden.

1. Wenn Sie ein einzelnes Teil aus mehreren Materialien erstellen möchten.

2. Wenn Sie die Ergonomie und Haptik eines bereits hergestellten Produkts verbessern möchten.

3. Wenn Sie einem fertigen Produkt eine Art Design hinzufügen möchten.

4. Wenn Sie einen kostengünstigen Herstellungsprozess benötigen.

5. Wenn Sie die Sicherheit bei der Verwendung des Produkts verbessern (oder Stöße und Vibrationen absorbieren) möchten.

Wichtige Designüberlegungen für das Umspritzen

Nachdem Sie die Vorentwurfsüberlegungen für das Umspritzen durchgegangen sind, gibt es auch einige andere Faktoren, die Sie bei der Erstellung des Entwurfs berücksichtigen sollten. Beispiele sind:

Bindung

Die Bindung zwischen dem Harz und dem bereits geformten/bearbeiteten Material (Substrat) macht den Großteil des Umspritzungsprozesses aus. Es gibt zwei Hauptwege, auf denen diese Bindung auftritt:

1. Chemische Methode

Die chemische Methode findet auf molekularer Ebene statt und beinhaltet eine ganze Reihe von Faktoren. Obwohl es im Vergleich zur mechanischen Methode stärker ist, ist es relativ schwieriger zu erreichen. Beispiele für Faktoren, die die chemische Bindung beeinflussen, umfassen das Ausmaß, in dem das Harz das Substrat benetzen kann. Der Grad der Benetzung erhöht den Kontaktgrad und ermöglicht eine stärkere Bindung.

Ein weiterer Faktor, der sich auf die chemische Bindung auswirkt, ist das Vorhandensein von Additiven, Füllstoffen oder bestimmten Oberflächenbehandlungen, die die Stärke der chemischen Bindung beeinträchtigen könnten.

Angenommen, Sie möchten die chemische Bindung als bevorzugte Bindungswahl für Ihren Umspritzprozess verwenden. In diesem Fall ist es ratsam, sich an Materiallieferanten und Former zu wenden, um die am besten kompatiblen Materialien zu erfahren, die eine maximale Haftung bieten können.

2. Mechanische Methode

Die mechanische Bindung erfolgt an der physikalischen Grenzfläche beider Materialien. Ein Verfahren besteht darin, Löcher, Rillen oder Schnitte in das Substrat einzubringen, in die das Harz fließen kann. Nachdem das Harz in diesen Löchern abgekühlt ist, rastet es in diesen Löchern ein. Um die mechanische Verbindung weiter zu verstärken, können Sie das umspritzte Material um das Substrat wickeln. Achten Sie außerdem darauf, dass die umspritzten Materialoberflächen nicht freiliegen, da dies zum Ablösen führen könnte.

Kompatibilität von Overmolding-Materialien

Materialien

Während es viele Kombinationen von Substrat- und Harzmaterialien gibt, die kompatibel sind, beeinflussen neben Kompatibilität und Haftung noch andere Faktoren die Wahl des Harzes. Wenn Sie das Substrat nur polstern möchten, ist die Dicke des Harzes ebenso wichtig wie seine Weichheit. Der beste Weg, um die Weichheit eines Materials zu messen, ist der Biegemodul, der das Maß für die Biegefestigkeit eines Materials ist. Die Weichheit des Materials ist umgekehrt proportional zum Biegemodul des Materials.

Während Sie verschiedene umspritzte Materialien finden, die für Umspritzanwendungen geeignet sind, sind einige Harze wie Versaflex speziell für Umspritzverfahren geeignet. Wenn es Ihr Ziel ist, die Griffigkeit eines Substrats zu verbessern, wählen Sie am besten ein Harz aus, indem Sie seinen Reibungskoeffizienten bestimmen. Der Reibungskoeffizient eines Harzes ist direkt proportional zu seiner Taktilität (dem Grad an Griffigkeit, den es besitzt).

Prinzipien

Die Art der Umspritzungsmethode, die für den Herstellungsprozess verwendet wird, ist ebenfalls ein wichtiger Faktor, der bei der Erstellung des Umspritzungs-Designleitfadens zu berücksichtigen ist. Es gibt zwei primäre Umspritzungsmethoden:

1. Zwei-Schuss-Spritzgießen

Bei diesem Verfahren wird das Substrat unter Verwendung eines Materials geformt und schnell mit einem anderen Material übergossen. Der gesamte Prozess verwendet nur eine einzige Form und ist ein automatisierter Prozess. Es gibt drei Arten von Two-Shot-Molding:Transfer-Overmolding, Rotations-Overmolding und Core-Back-Overmolding. Die drei Methoden nutzen eine chemische Bindung, indem das Harz auf ein warmes Substrat gegossen wird. Diese Technik stärkt die chemische Bindung. Aufgrund der hohen Betriebskosten wird es jedoch nur für Großserien mit mehr als 10.000 Teilen verwendet.

2. Pick-and-Place-Formung

Dieses Verfahren verwendet zwei Formen und arbeitet chargenweise. Bei der ersten Charge werden die Substratteile geformt und manuell in die zweite Form eingelegt. In der zweiten Charge wird dann das Harz auf das geformte Substrat gespritzt, um die fertigen Teile herzustellen. Das Pick-and-Place-Formen ist kostengünstiger, da es sich um einen manuellen Prozess handelt und keine Robotermaschinen wie das erstere erforderlich sind. Es erreicht jedoch möglicherweise nicht die maximale Haftung und kann nur geringe Produktionsmengen von bis zu 10.000 Teilen verarbeiten.

Die Vorteile des Umspritzens

Obwohl es eine sorgfältige Planung und komplexe Designrichtlinien für das Umspritzen von Kunststoff erfordert, ist es eines der besten Spritzgussverfahren. Hier sind einige Gründe dafür:

1. Niedrige Kosten

Durch das Umspritzen können die Produktionskosten minimiert werden. Dies liegt daran, dass im Gegensatz zum Standard-Spritzguss mehrere Teile verwendet werden können, um ein einzelnes Produkt durch Montage herzustellen. Obwohl die Formkonstruktion teuer ist, muss das gleiche Teil nicht mehr als tausend Mal zusammengebaut werden. Mit der Vielzahl von Materialien, die für das Umspritzen verfügbar sind, finden Sie immer das kostengünstigste Paar für Ihren Produktionsprozess

2. Schnelle Zykluszeiten

Sobald Sie die Formen für das Umspritzen erstellt haben, sind die verbleibenden Teile des Prozesses schneller als die, die zusammengebaut werden müssen. Während die Zwei-Schuss-Formen Monate brauchen können, um die Teileproduktion abzuschließen, benötigt das Pick-and-Place-Umspritzen nur wenige Wochen für die Produktion. Letztere können jedoch größere Produktionsmengen bewältigen. In jedem Fall wird der Produktionsprozess nach der Herstellung der Formen im Vergleich zu Standard-Spritzgussverfahren schnell beschleunigt.

3. Ideal für die Kleinserienproduktion

Pick-and-Place-Umspritzung ist die perfekte Wahl für die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen. Obwohl es aufgrund der erforderlichen Handarbeit eine arbeitsintensivere Wahl ist, hat es keine hohen Betriebskosten im Zusammenhang mit dem Zwei-Schuss-Umspritzen. Wenn Sie Prototypen des Produkts benötigen, bevor die Serienproduktion beginnt, ist das Pick-and-Place-Umspritzen die bessere Wahl. Wenn Sie das Teil neu entwerfen müssen, ermöglichen Ihnen Pick-and-Place-Produktionen außerdem, die Formen zu geringeren Kosten als Zwei-Schuss-Formen neu zu entwerfen.

RapidDirect Overmolding Services

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Schlussfolgerung

Das Umspritzungsdesign ist einer der wichtigsten Teile eines Umspritzungsprojekts. Es richtig zu machen, ist entscheidend für den Erfolg des gesamten Produktionsprozesses. Um dies zu erreichen, können Sie das Design selbst übernehmen.

Dies wird jedoch lange dauern und die Produktionsdauer verlängern. Eine bessere Wahl ist die Auslagerung an ein erfahrenes Unternehmen wie RapidDirect, das Ihnen dabei hilft, ein hervorragendes Design zu erstellen und innerhalb weniger Wochen einen hervorragenden Bericht zu liefern. Wenn Sie noch Hilfe benötigen, um mehr über Designleitfäden für das Umspritzen zu erfahren, können Sie sich an uns wenden.

Häufig gestellte Fragen

F: Was ist Kunststoffumspritzung?

A: Das Kunststoffumspritzen ist eine Art des Spritzgießens, bei dem ein Harz (normalerweise ein gummiartiger Kunststoff) auf ein anderes Material (meistens ein starrer Kunststoff/Duroplast) gegossen wird. Wenn die beiden Materialien kompatibel sind, gehen sie eine starke chemische Verbindung ein, die ihren Zweck hervorragend erfüllen wird.

F: Was ist der Unterschied zwischen Umspritzen und Umspritzen?

A: Insert Moulding folgt genau dem gleichen Prozess wie Overmolding. Im Gegensatz zum Kunststoff, der beim Umspritzen verwendet wird, wird jedoch ein Metallsubstrat verwendet.