Kritische ontwerp- en productierichtlijnen voor het gieten van wisselplaten

Insert molding is een spuitgietproces dat gerelateerd is aan overmolding, maar op een aantal belangrijke manieren anders is. Terwijl overmolding verwijst naar het injecteren van een tweede hars op een steviger plastic substraat - waardoor productteams ergonomische apparaten, handgrepen voor elektrisch gereedschap en rubberen pakkingen rechtstreeks op reeds bestaande onderdelen kunnen vormen zonder extra handmatige arbeid te veroorzaken - is het vormen van een insert de praktijk van het laden van een voorgevormde component (meestal metaal) in een mal voordat het plastic materiaal wordt geïnjecteerd.

De techniek van het gebruik van inzetstukken bij het spuitgieten stelt ontwerpers en ingenieurs in staat om op efficiënte wijze metalen inzetstukken met schroefdraad toe te voegen aan kunststof onderdelen, metalen elektrische componenten in beschermende plastic behuizingen in te bedden of gewone handgereedschappen zoals scharen en schroevendraaiers te maken.

Als een proces is spuitgieten met inzetstukken gemakkelijker te beheersen en kan het betere resultaten opleveren dan andere methoden voor het inkapselen van metalen componenten in plastic onderdelen. Fabrikanten van auto's, medische apparatuur en elektrische apparaten, evenals bedrijven die actief zijn in consumentengoederen, schoonheidsproducten en andere industrieën, maken steeds meer gebruik van technologieën voor het vormen van inzetstukken. Om de voordelen van het gieten van inserts te maximaliseren, moeten productteams echter rekening houden met bepaalde ontwerp- en procesoverwegingen.

Richtlijnen voor het optimaliseren van het ontwerp van de inzetvorm

Bij het ontwerpen van op maat gegoten inzetstukken moeten productteams zich houden aan de gebruikelijke best practices van DFAM, waarbij afgeronde kartels moeten worden verwerkt, scherpe hoeken worden vermeden en de trekhoeken worden geoptimaliseerd. Terwijl ondersnijdingen (ook bekend als mechanische vergrendelingen) de complexiteit en kosten van elk onderdeel verhogen, zorgt het opnemen van een ondersnijding in het ontwerp van de inzetvorm voor een grotere uittrekkracht van het onderdeel.

Een goede vuistregel bij het ontwerpen van inzetstukken is ervoor te zorgen dat ze klein blijven ten opzichte van het plastic onderdeel waarin ze zijn ingebed. Over het algemeen moet het inzetstuk minimaal 0,4 mm uitsteken in de holte van de mal), en om verzakkingen in het plastic te voorkomen, moet het vormstuk onder het inzetstuk minimaal een zesde van het inzetstuk zijn. diameter.

Een veelvoorkomend productiefout bij deze techniek is een vertraagde scheurvorming in het plastic rond het metalen inzetstuk. Als er geen rekening wordt gehouden met de ingegoten hoepelspanning van het inzetstuk, kunnen de twee delen van het onderdeel gemakkelijk scheiden als de geïnjecteerde hars krimpt en afkoelt, en beschadigd raken (in de veronderstelling dat het plastic dat het inzetstuk omringt een spanningsequivalent ervaart) aan de vormkrimp). Het gebruik van geharde, duurzamere harsen wordt geadviseerd, omdat deze materialen betere rek- en breukvastheidseigenschappen bieden.

Materiaalverlijming is een ander veelvoorkomend probleem bij veel toepassingen voor het vormen van inzetstukken. Terwijl overmolded onderdelen kunnen profiteren van de chemische bindingen die zich vormen tussen lagen van verschillende thermoplastische harsen, vormen metalen inzetstukken geen chemische bindingen met overmolded kunststoffen. De metalen en kunststof onderdelen moeten daarom zo zijn ontworpen dat ze mechanisch met elkaar kunnen worden verbonden.

Een belangrijk voordeel van het gieten van inzetstukken met schroefdraad in kunststof componenten is dat dit de mechanische eigenschappen van het onderdeel kan verbeteren. Het metaal verhoogt bijvoorbeeld de sterkte en duurzaamheid van het totale onderdeel, wat handig is voor apparaatschalen en elektronicabehuizingen. Passende componenten kunnen ook worden uitgerust met metalen bussen of hulzen om de slijtvastheid te vergroten en de levensduur van het onderdeel te verlengen.

Richtlijnen voor het optimaliseren van het productieproces van wisselplaten

Goede prototypinggewoonten zijn de sleutel tot kosteneffectief spuitgieten - daarom moeten productteams hun ontwerpen vroeg testen. Prototyping is van cruciaal belang voor het identificeren van ontwerp- en prestatieproblemen en voor het anticiperen op mogelijke defecten die zich in de loop van de tijd kunnen ontwikkelen. Een goed ontworpen testprogramma voor eindgebruik omvat bijvoorbeeld het testen hoe de componenten van een onderdeel presteren bij de verwachte temperaturen en omgevingscondities van hun eindgebruik. Het detecteren en oplossen van fouten voordat de productie begint, helpt ook om de productiecycli kort te houden en de time-to-market te versnellen.

Het is van vitaal belang dat het gereedschap dat wordt gebruikt om de mal te vervaardigen, binnen de precieze toleranties wordt gehouden, wat helpt om ervoor te zorgen dat het inzetstuk nauwkeurig in de mal wordt geplaatst of opgehangen wanneer het gesmolten materiaal binnenkomt.

De meeste insert molding wordt gedaan in een verticale pers omdat het gemakkelijker is om de hardware te laden zonder dat deze uit zijn plaats valt. Als het productievolume hoog genoeg is, kan het de moeite waard zijn om te investeren in een gerobotiseerd of geautomatiseerd systeem om de inzetstukken in de mallen te laden, maar bij de meeste kleine tot middelgrote taken moeten de inzetstukken handmatig in de mal worden geplaatst. Dit verhoogt de kosten per eenheid en de arbeidstijd, maar is doorgaans de meest economische optie voor productieseries van deze omvang.

Maak nieuwe dingen mogelijk met de allernieuwste technologieën voor het vormen van inzetstukken

Door middel van insert molding wordt het uiteindelijk eenvoudiger om componenten aan elkaar te bevestigen om sterke onderdelen te creëren zonder de noodzaak van montage of secundaire stappen die de productiekosten kunnen opdrijven. Hoewel in veel opzichten vergelijkbaar met overmolding, is het gieten van inserts compatibel met een breder scala aan materiaalopties en eindgebruikstoepassingen - in feite wordt het vaak gebruikt om de behuizingen te maken voor kritieke medische apparaten zoals pacemakers en andere implantaten.

Dat gezegd hebbende, kan het vormen van invoegingen een lastige zaak zijn. Daarom is samenwerken met een ervaren productiepartner zoals Fast Radius de meest betrouwbare manier om ervoor te zorgen dat onderdelen voldoen aan de belangrijkste materiaal-, prestatie- en tolerantiedrempels zonder de productietijdlijnen te verlengen of de bank te breken. Neem vandaag nog contact met ons op voor meer informatie over onze diensten voor het gieten van wisselplaten.

Lees meer over spuitgieten, overmolding en ons volledige aanbod van on-demand productiemogelijkheden door ons leercentrum te bezoeken.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?