Hitze vs. Ultraschall-Umspritzung

Kunststoffspritzguss bietet Ingenieuren viele Vorteile. Dieses Herstellungsverfahren ist schnell, vielseitig und ideal, um große Mengen komplexer Teile mit hoher Präzision herzustellen. Darüber hinaus ist das Spritzgießen mit recycelbaren Materialien kompatibel und produziert nur minimales Abfallmaterial, was es zu einem der umweltfreundlicheren Herstellungsverfahren macht. Spritzgussteile sind an sich schon stark, aber Kunststoff allein eignet sich möglicherweise nicht für bestimmte Hochleistungsanwendungsfälle, die Befestigungselemente erfordern.

Hier kommen Insert Moulding, Wärmeinstallation und Ultraschallinstallation ins Spiel. Diese Prozesse beinhalten alle das Einsetzen eines Metallgewindeeinsatzes in ein Formteil, um es stärker und verschleißfester zu machen, aber es sind sehr unterschiedliche Techniken. Hier finden Sie eine umfassende Aufschlüsselung des Einsatzformens im Vergleich zur Installation mit Wärme und Ultraschall sowie wichtige Überlegungen für Ingenieure.

Spritzguss

Insert Moulding ist eine Unterart des Spritzgießens, bei der Kunststoffmaterial um einen vorab platzierten Einsatz geformt wird. Dabei wird der Einsatz bei geöffnetem Werkzeug in den Formhohlraum eingelegt. Anschließend wird das Werkzeug geschlossen, das Kunststoffmaterial eingespritzt und um den vorgelegten Einsatz herum bildet sich ein Massivteil. Insert Moulding hat weitreichende Anwendungen in vielen Branchen, von der Luft- und Raumfahrt bis hin zu medizinischem Zubehör, und wird häufig verwendet, um Teile herzustellen, die für die weitere Montage verwendet werden.

Durch das Insert Moulding kann eine hochwertige Verbindung zwischen dem Kunststoffteil und dem Insert hergestellt werden. Es kann jedoch ein komplizierter Prozess sein, nachträglich eine Form zu erstellen, die einen Gewindeeinsatz aufnehmen kann. Ingenieure, die wissen, dass sie einen Einsatz in ihrem Teil benötigen, können ihre Konstruktion unter diesem Gesichtspunkt optimieren und zeitaufwändige Änderungen vermeiden.

Wärmeinstallation

Im Gegensatz zum Insert Moulding ist die Warminstallation eine flexible und jederzeit durchführbare Möglichkeit, Gewindeeinsätze hinzuzufügen. Bei der Wärmeinstallation wird der Einsatz vorgewärmt und dann mit einer manuellen oder pneumatischen Presse in vorgeformte Löcher im Kunststoff gedrückt. Eine kontrollierte Kraft- und Temperaturänderung muss angewendet werden, um sicherzustellen, dass der umgebende Kunststoff ausreichend geschmolzen ist, bevor der Einsatz installiert werden kann.

Da der Einsatz vor dem Einbau erwärmt werden muss, werden bestimmte Materialien und einfachere Geometrien bevorzugt. Das Material des Einsatzes muss hoch leitfähig sein, wie Messing oder Aluminium, damit es Wärme während der Installation schnell leiten und danach schnell abkühlen kann. Einsätze haben oft Rändelungen, die dafür ausgelegt sind, die Passfläche zu greifen und starke Haltekräfte zu erzeugen. Die Wärmeinstallation wird wie die Ultraschallinstallation am besten für das Prototyping verwendet, da Änderungen einfach vorgenommen werden können. Ist beispielsweise der gewählte Einsatz zu klein, kann der Monteur das Loch einfach etwas größer machen und die Montage von vorne beginnen. Es ist nicht erforderlich, das gesamte Tool zu ändern.

Die Wärmeinstallation hat zahlreiche Vorteile. Es ist vielseitig, zuverlässig und die Verwendung von Wärme ermöglicht es dem geschmolzenen Thermoplast, frei in die Retentionsmerkmale zu fließen. Auch die Wärmeinstallation ist sehr wirtschaftlich. Wärmeinstallationsmaschinen kosten im Durchschnitt 50 % weniger als Ultraschallinstallationsmaschinen. Die Wärmeinstallation erfordert jedoch im Allgemeinen mehr Zeit als die Ultraschallinstallation.

Ultraschallinstallation

Wo die Wärmeinstallation ein Widerstandsheizelement verwendet, verwendet die Ultraschallinstallation hochfrequente Vibrationen, um Einsätze zu installieren. Dieser Prozess verwendet einen zweigleisigen Ansatz. Während ein pneumatischer Zylinder eine nach unten gerichtete Kraft auf den Einsatz ausübt und ihn in das geformte Loch drückt, wandelt ein Ultraschallhorn elektrische Leistung in mechanische Vibrationsleistung um. Das Horn, das aus verschiedenen Metallen wie Edelstahl und Aluminiumlegierungen besteht, sendet Vibrationen in den Einsatz. Die hochfrequenten Schwingungen erzeugen Wärme, die den den Einsatz umgebenden Thermoplast zum Schmelzen bringt.

Neben dem Ultraschallhorn erfordert die Ultraschallinstallation auch eine stabile Stromquelle, Zeitschaltuhren zur Zyklussteuerung und einen elektrischen oder mechanischen Energiewandler. All diese Komponenten mögen komplex klingen, aber die Ultraschallinstallation ist tatsächlich ein sehr schneller und anpassungsfähiger Prozess. Ultraschallmaschinen können leicht modifiziert werden, um Einsätze verschiedener Größen, Formen und komplexer Geometrien aufzunehmen.

Die Zykluszeiten variieren je nach Einsatzgröße, aber dieser Prozess ist im Allgemeinen schnell für Einsätze mit einem Außendurchmesser von weniger als ¼ Zoll. Darüber hinaus ist die Ultraschallinstallation sicherer als die Wärmeinstallation, da keine extreme Hitze im Spiel ist. Die Ultraschallinstallation hat die gleiche oder eine bessere Konsistenz als die Wärmeinstallation, ist jedoch in der Regel teurer.

Beginnen Sie mit dem Umspritzen von Einlegeteilen

Da bis zu 75 % der Leistung eines Einsatzes davon abhängt, wie gut er installiert wurde, ist es wichtig, dass Ingenieure und Produktmanager alle relevanten Überlegungen abwägen, um sicherzustellen, dass sie die beste Entscheidung für ihr Projekt treffen. Ingenieure sollten den Einsatz des Einsatzformens in Betracht ziehen, wenn sie wissen, dass ihr Design einen Einsatz erfordert, und diesen Bedarf von Beginn der Produktion an berücksichtigt haben.

Die Wärmeinstallation bietet eine hohe Leistung und Konsistenz zu einem niedrigeren Preis, aber die Ultraschallinstallation ist schneller und oft leichter anpassbar. Mit Hilfe eines vertrauenswürdigen Fertigungspartners ist es für Ingenieure einfacher, eine wohlüberlegte Entscheidung bezüglich der Installationsmethoden zu treffen.

Bei Fast Radius unterstützen wir leidenschaftlich gerne Innovatoren dabei, ihre Visionen durch additive und traditionelle Fertigungsmethoden zum Leben zu erwecken. Wir bieten strategische Beratung bezüglich der besten Installationsmethode für Ihr Einsatzformteil sowie End-to-End-Support während des gesamten Herstellungslebenszyklus – vom Design und Prototyping bis zur Erfüllung. Kontaktieren Sie uns noch heute, wenn Sie bereit sind, loszulegen.

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