Ein Leitfaden zu gängigen Umspritzungsmaterialien

Der Spritzguss ist ein bewährtes Verfahren zur schnellen Herstellung von Kunststoffteilen in großen Stückzahlen, einschließlich gängiger Alltagsgegenstände wie Flaschenverschlüsse und Vorratsbehälter. Das Verfahren ist ideal für Aufträge mit wiederholbaren Komponenten, spezifischen chemischen Beständigkeiten und strengen mechanischen und Leistungsanforderungen.

In Wirklichkeit kann man sich den Begriff „Spritzguss“ als Oberbegriff vorstellen, der einige verschiedene Techniken umfasst, darunter Insert Moulding und Overmolding. Obwohl diese beiden Prozesse in gewisser Weise ähnlich sind, weisen sie einige wesentliche Unterschiede auf und beinhalten unterschiedliche technische Überlegungen.

Insert Moulding ist der Prozess, bei dem Einsätze zwischen den Zyklen in Formen geladen werden, so dass der geschmolzene Thermoplast den Einsatz umgibt und um ihn herum abkühlt. Diese Technik wird häufig zur Herstellung von Geräten für die Luft- und Raumfahrt sowie für medizinische Geräte verwendet, da sie es den Herstellern ermöglicht, Kunststoffgehäuse direkt auf die Elektronik zu gießen.

Umspritzen ist ein ähnlicher Prozess und bezieht sich auf das Schichten verschiedener Kunststoffmaterialien auf ein und demselben Bauteil aus funktionellen oder ästhetischen Gründen. Ein gängiges Beispiel hierfür sind ergonomische Griffe für Hand- und Elektrowerkzeuge, die unterschiedliche Materialien und Texturen für zusätzlichen Komfort und Halt verwenden.

Darüber hinaus ermöglicht das Insert-Molding die mechanische Verbindung der beiden Komponenten (was bedeutet, dass das Teil brechen würde, wenn die Komponenten physisch getrennt würden), während das Overmolding auf mechanischen Verriegelungsmerkmalen oder molekularen Bindungen beruht, die sich zwischen den beiden Kunststoffschichten bilden. Aus diesem Grund ist die Materialauswahl eine der wichtigsten Überlegungen beim Umspritzungsprozess.

Die richtige Materialauswahl ist für jeden Fertigungsauftrag von entscheidender Bedeutung – sie ist die Grundlage für das Erreichen kritischer Leistungsanforderungen. Die Materialauswahl ist jedoch besonders wichtig für das Umspritzen von Verbundwerkstoffen, da das Umspritzmaterial und das Substratmaterial kompatibel sein müssen, damit die beiden Materialien während der Herstellung chemische und physikalische Bindungen eingehen können. Ihre effektive Bindung trägt dazu bei, dass das Teil langlebig ist. Inkompatible Materialien können zu Verformungen oder zum Versagen von Teilen führen, daher sollten Produktteams während der Designphase der Umspritzung eine Kompatibilitätstabelle für Umspritzungsmaterialien zu Rate ziehen.

Polyethylen hoher Dichte (HDPE)

HDPE ist ein starker, leichter Kunststoff, der in einer Reihe von Anwendungen verwendet wird. Das Material bietet eine hervorragende Stoß- und Witterungsbeständigkeit und bleibt gleichzeitig sehr formbar, wodurch die Herstellung von Komponenten mit komplizierteren oder komplexeren Formen ermöglicht wird.

HDPE eignet sich gut für den Einsatz in großen Teilen, bei denen Haltbarkeit von größter Bedeutung ist, wie z. B. korrosionsbeständige Rohre und witterungsbeständige Materialien, von denen erwartet wird, dass sie in rauen Umgebungen funktionieren, und als Ersatz für schwerere Materialien.

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

ABS ist ein äußerst erschwinglicher, leicht herzustellender Kunststoff, der häufig in Elektronik- und Automobilkomponenten verwendet wird. ABS hat eine gute Chemikalien- und Schlagfestigkeit, eine niedrige Schmelztemperatur, eine gute Formbarkeit und eine ausgezeichnete Zugfestigkeit – all dies macht es zu einem idealen Kandidaten für das Umspritzen.

Aufgrund der geringen Wärme- und Stromleitfähigkeit von ABS eignet es sich auch gut für Produkte, die eine elektrische Isolierung erfordern, weshalb das Material zur Herstellung von Elektrowerkzeuggehäusen, Computertastaturen, Wandsteckdosen und vielen anderen Teilen für die Unterhaltungselektronik verwendet wird.

Polymethylmethacrylat-Acryl (PMMA)

PMMA wird manchmal auch als „Acrylglas“ bezeichnet und ist ein leichter, starker und bruchfester Kunststoff, der häufig in Beleuchtungs- und optischen Anwendungen verwendet wird. PMMA bietet eine hervorragende Lichtdurchlässigkeit (bis zu 95 % Weißlichtdurchlässigkeit), Klarheit sowie Chemikalien-, UV- und Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus bietet es eine der härtesten Oberflächengüten aller Kunststoffe auf dem Markt.

Acetal-Copolymer

Acetal-Copolymer wird für seine hohe Festigkeit, Dimensionsstabilität, Steifigkeit und Zähigkeit sowie seine chemische Beständigkeit und geringe Feuchtigkeitsaufnahme geschätzt. Dieses Harz eignet sich ideal für Automobil-, Elektronik- und Maschinenbaukomponenten und bietet außerdem eine gute Reibungs- und Verschleißfestigkeit, die durch Additive weiter verbessert werden kann. Kugellager, Buchsen, Rollen, Aerosolventile und Verriegelungssysteme sind einige gängige Teile aus Acetal-Copolymer.

PEEK-Harz

Dieser Kunststoff bietet eine hervorragende Chemikalien-, Ermüdungs- und Hydrolysebeständigkeit. Es verspricht auch eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und einen kontinuierlichen Betrieb bei hohen Temperaturen – was es zu einer ausgezeichneten Wahl für Kolbenkomponenten, Pumpen, Filter und Dichtungen macht.

PEEK-Harz wird häufig in Luft- und Raumfahrt, Medizin, Militär und Industrie eingesetzt, wo die Leistung der Teile von bestimmten thermischen, chemischen oder Verbrennungseigenschaften abhängt.

PEI-Harz

Bei Anwendungen, bei denen Flammschutz und Hitzebeständigkeit entscheidend sind, ist PEI-Harz oft eine gute Wahl. PEI kann auch ein guter Ersatz für Metallkomponenten wie äußere und innere Automobilteile, Gerätegehäuse, medizinische Geräte und Lager sein.

PEI bietet nicht nur eine hohe Temperaturstabilität, sondern ist auch außergewöhnlich stark und dient als guter elektrischer Isolator. Darüber hinaus gilt PEI allgemein als kostengünstigere Alternative zu PEEK-Harz.

PBTR-Harz

PBTR-Harz bietet eine gute Kombination aus mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften, einschließlich hoher Festigkeit, Steifheit und Beständigkeit gegen Hitze, Lösungsmittel und Witterungseinflüsse.

Dieser Kunststoff, der eine gute Dimensionsstabilität aufweist und Wärmealterung gut verträgt, wird häufig in Scheinwerferreflektoren, elektrischen Anschlüssen, Grillhalterungen, Gehäusen für Lichtmaschinen, Motoren und Pumpen sowie allen technischen Teilen verwendet, die hohen Belastungen ausgesetzt sind von Stress.

Finden Sie das richtige Kunststoffumspritzungsmaterial

Die Materialauswahl ist eine der wichtigsten Phasen im Produktentwicklungsprozess – die Bestimmung, welche Harze für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet sind, hilft den Produktteams sicherzustellen, dass ihre Produkte die Materialeigenschaften aufweisen, die für eine langanhaltende, optimale Leistung erforderlich sind.

Die Designberatungsdienste von Fast Radius können die Materialauswahl für Produktteams aller Formen und Größen erleichtern. Wir arbeiten in jeder Phase des Produktionszyklus eng mit jedem unserer Kunden zusammen und stellen sicher, dass jeder Aspekt der Herstellung und des Designs auf Effizienz und Qualität optimiert wurde. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr darüber zu erfahren, wie wir durch On-Demand-Fertigung neue Dinge möglich machen.

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