Complexe onderdelen maken met overmolding en insert molding

Voor massaproductie van eenvoudige onderdelen zijn er maar weinig productieprocessen die geschikter zijn dan spuitgieten, het meest gebruikte kunststofproductieproces ter wereld. Spuitgieten wordt gebruikt om alles te maken, van voedselverpakkingen tot vliegtuigonderdelen, terwijl het door zijn snelheid en kosteneffectiviteit - vooral op schaal - de eerste keuze is van veel fabrikanten.

Er zijn echter beperkingen aan het basisspuitgietproces. De omhulling van een spuitgietmachine beperkt de grootte van gegoten onderdelen, en het proces zelf - waarbij gesmolten plastic in een metalen mal wordt geperst - legt geometrische beperkingen op die kunnen worden omzeild met een proces als 3D-printen of zelfs CNC-bewerking.

Bovendien is spuitgieten over het algemeen alleen geschikt voor eenvoudige kunststof onderdelen die in grote hoeveelheden moeten worden gemaakt.

Dat wil zeggen, tenzij we het proces van overmolding of insert molding gebruiken om complexe, uit meerdere materialen bestaande gegoten onderdelen te maken. In dit artikel wordt uitgelegd hoe overmolding werkt en waarvoor het kan worden gebruikt, zodat u een idee krijgt of u overmolding in uw productiecyclus kunt opnemen.

Wat is overmolding?

Zoals de naam al doet vermoeden, is overmolding een productieproces waarbij het basisspuitgietproces wordt uitgevoerd over de bovenkant van een ander gegoten onderdeel.

Dat andere gegoten onderdeel, bekend als het substraat , wordt in een metalen mal geplaatst. Dus wanneer we het gesmolten plastic in de mal injecteren, omringt het vloeibare materiaal het substraat of hecht het zich er op de een of andere manier aan vast. Als het gesmolten plastic afkoelt, krijgen we een complex onderdeel dat uit twee componenten bestaat:het substraat en het nieuw geïnjecteerde plastic erop.

Met overmolding kan een fabrikant een gegoten onderdeel maken dat uit meer dan één materiaal bestaat, zonder dat hij twee of meer afzonderlijke componenten handmatig hoeft te assembleren.

Waarom overmolding gebruiken?

Overmolding is een ideale oplossing in veel productiesituaties. Voor goedkope, in massa geproduceerde onderdelen waarvoor twee (of meer) componenten van verschillende materialen nodig zijn, is overmolding vaak sneller en goedkoper dan de handmatige assemblage van meerdere componenten.

En in veel gevallen maakt overmolding ontwerpen mogelijk die niet handmatig kunnen worden geassembleerd. (Bijvoorbeeld door een tweede materiaal in een gedeeltelijk holle kunststof component te injecteren.)

Overmolding kan ideaal zijn in de volgende situaties:

• Injecteren van rubber over een stijve plastic substraat
• Injecteren van hard plastic over een stijve plastic substraat
• Injecteren van rubber over een metaal substraat (vormstuk invoegen)
• Injecteren van hard plastic over een metaal substraat (vormstuk invoegen)

Overmolding vs. insert molding

Overmolding en insert molding zijn zeer vergelijkbare processen. Beide omvatten het injecteren van gesmolten plastic over een ander materiaal om een ​​onderdeel uit meerdere materialen en meerdere componenten te creëren.

Het verschil ligt bij het substraat - de component waarover het nieuwe materiaal wordt toegevoegd.

Bij overmolding is het substraat zelf altijd een gegoten onderdeel. Het overgietproces bestaat dus in wezen uit twee opeenvolgende spuitgietronden (met behulp van twee afzonderlijke metalen mallen). Eerst wordt het substraat in zijn eigen mal gemaakt; vervolgens wordt het overgieten uitgevoerd over het eerder gevormde substraat in een andere mal.

Insert molding is anders. Bij insert moulding hoeft het substraat geen gegoten onderdeel te zijn. Het kan bijvoorbeeld een machinaal bewerkt metalen onderdeel zijn en het gietproces kan worden gebruikt om plastic of rubber aan het metalen onderdeel toe te voegen.

Voorbeelden van overmolding

Rubber over hard plastic

Het toevoegen van rubberen componenten aan plastic is een veelgebruikt proces bij de productie van consumentenproducten en wordt veel gebruikt om zachte, gripvaste handvatten aan onderdelen toe te voegen. Tandenborstels worden bijvoorbeeld vaak gemaakt met behulp van overmolding, met een rubberen handgreepgedeelte toegevoegd aan de stijve plastic steel.

Stijf plastic over hard plastic

Het combineren van twee verschillende harde kunststoffen is handig voor het maken van veelkleurige onderdelen of onderdelen met gedeeltelijk doorschijnende secties. Kinderspeelgoed, bestaande uit twee of meer kleurrijke plastic delen, is vaak gemaakt met overmolding.

Rubber over metaal

Insert molding is ideaal voor het toevoegen van een rubberen component aan een voorgevormd metalen onderdeel. Dit kan handig zijn voor het toevoegen van een greep, of zelfs een waterdichte afdichting of pakking, aan het metalen onderdeel. Rubber kan ook dienen als schokdemper.

Stijf plastic over metaal

Insert molding met hard plastic wordt veel gebruikt bij de vervaardiging van producten zoals handgereedschap en veiligheidsscheermessen, waarbij een stevige plastic handgreep om ergonomische redenen om een ​​metalen gereedschapskop of mes wordt gegoten.

Compatibiliteit en hechting van overmolding-materiaal

Het doel van overmolding en insert molding is om een ​​complex onderdeel te creëren waarvan de componenten op de een of andere manier aan elkaar zijn afgedicht. Als de twee materialen gemakkelijk van elkaar scheiden, is het overgieten niet gelukt.

Er zijn echter twee primaire manieren waarop het substraat en het overmolding-materiaal aan elkaar kunnen worden gehecht.

Een manier is chemische binding , waarbij het overmolding-materiaal versmelt met en aan het substraatmateriaal blijft kleven. Chemische hechting is alleen mogelijk als de twee materialen chemisch compatibel zijn, zoals TPU (rubber) over ABS (hard plastic), maar het zorgt voor een grote mate van ontwerpvrijheid.

Als het substraatmateriaal en het overmolding-materiaal chemisch niet compatibel zijn, kunnen ze toch worden verlijmd als de ingenieur een mechanische binding ontwerpt voor het onderdeel. Een mechanische binding kan de vorm aannemen van een ondersnijding of omgekeerde tapsheid in het substraat:zodra het overmolding-materiaal rond en onder de ondersnijding stroomt, wordt het op zijn plaats vergrendeld en kan het niet loskomen van het substraat.

In feite zijn mechanische verbindingen een uniek ontwerpkenmerk van overmolding en insert molding. Een volledig gesloten, in elkaar grijpende verbinding tussen de twee componenten is vaak niet te realiseren met handmatige montage. (Tenzij bijvoorbeeld een rubberen onderdeel wordt gespannen of samengedrukt in het massieve onderdeel.)

Overmolding met 3ERP

3ERP heeft vele jaren ervaring in spuitgieten en kan overmolding en insert molding projecten in alle soorten en maten uitvoeren.

Neem contact op voor een gratis offerte.