Complexe Onderdelen Beheersen: Overmoulding & Insert Moulding in Spuitgietproductie

Voor massaproductie van eenvoudige onderdelen, zijn er weinig productieprocessen geschikter dan spuitgieten, het meest wijd gebruikte kunststofproductieproces ter wereld. Spuitgieten wordt gebruikt om alles te maken van voedselverpakking tot vliegtuigonderdelen, terwijl de snelheid en kosteneffectiviteit — met name op schaal — het de topprioriteit van veel fabrikanten maken.

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

Bovendien is spuitgieten doorgaans alleen geschikt voor eenvoudige kunststofonderdelen die in enorme hoeveelheden gemaakt moeten worden.

Dat is, tenzij we het proces van overmoulding of insert moulding gebruiken om complexe, multi-materiaal gegoten onderdelen te creëren. In dit artikel kijken we naar hoe overmoulding werkt en waarvoor het gebruikt kan worden, zodat je een idee krijgt of je overmoulding in je productiecyclus kunt integreren.

Wat Is Overmoulding?

Zoals de naam suggereert, is overmoulding een productieproces waarbij het basale spuitgietproces bovenop een ander gegoten onderdeel uitgevoerd wordt.

Dat andere gegoten onderdeel, bekend als de substraat, wordt binnen een metalen vorm geplaatst. Dus wanneer we het gesmolten kunststof in de vorm injecteren, omringt het vloeibare materiaal de substraat of heft op een of andere manier eraan. Wanneer het gesmolten kunststof afkoelt, eindigen we met een complex onderdeel bestaande uit twee componenten: de substraat, en het net geïnjecteerde kunststof erbovenop.

Overmoulding stelt een fabrikant in staat om een gegoten onderdeel te creëren bestaande uit meer dan één materiaal, zonder handmatig twee of meer afzonderlijke componenten te hoeven monteren.

Waarom Overmoulding Gebruiken?

Overmoulding is een ideale oplossing in veel productiesituaties. Voor goedkope, massaproduceerde onderdelen die twee (of meer) componenten vereisen gemaakt van verschillende materialen, is overmoulding vaak sneller en goedkoper dan de handmatige montage van meerdere componenten.

En in veel gevallen stelt overmoulding ontwerpen toe die niet handmatig gemonteerd kunnen worden. (Bijvoorbeeld een tweede materiaal injecteren in een deels hol kunststofonderdeel.)

Overmoulding kan ideaal zijn in de volgende situaties:

• Rubber injecteren over een rigide kunststof substraat
• Rigide kunststof injecteren over een rigide kunststof substraat
• Rubber injecteren over een metaal substraat (insert moulding)
• Rigide kunststof injecteren over een metaal substraat (insert moulding)

Overmoulding vs. Insert Moulding

Overmoulding en insert moulding zijn erg gelijke processen. Beide omvatten het injecteren van gesmolten kunststof over een ander materiaal om een multi-materiaal, multi-component onderdeel te creëren.

Het verschil ligt in de substraat — het onderdeel waarover het nieuwe materiaal toegevoegd wordt.

Bij overmoulding is de substraat zelf altijd een gegoten onderdeel. Dus het overmouldingproces bestaat essentieel uit twee opeenvolgende rondes spuitgieten (met twee afzonderlijke metalen vormen). Eerst wordt de substraat in zijn eigen vorm gecreëerd; daarna wordt de overmoulding uitgevoerd over de eerder gegoten substraat in een andere vorm.

Insert moulding is anders. Bij insert moulding hoeft de substraat geen gegoten onderdeel te zijn. Het kan een gefreesd metaalonderdeel zijn, bijvoorbeeld, en het gietproces kan gebruikt worden om kunststof of rubber aan het metaalonderdeel toe te voegen.

Voorbeeldtoepassingen Van Overmoulding

Rubber Over Rigide Kunststof

Het toevoegen van rubbercomponenten aan kunststof is een veelvoorkomend proces in de productie van consumentenproducten, en wordt wijd gebruikt om zachte, grip-handvaten aan onderdelen toe te voegen. Tandenborstels, bijvoorbeeld, worden vaak gemaakt met overmoulding, met een rubber handvatsectie toegevoegd aan de rigide kunststof steel.

Rigide Kunststof Over Rigide Kunststof

Het combineren van twee verschillende rigide kunststoffen is nuttig voor het creëren van multikleur onderdelen of onderdelen met deels transparante secties. Kinderspeelgoed, bestaande uit twee of meer kleurrijke kunststofsecties, wordt vaak met overmoulding gemaakt.

Rubber Over Metaal

Insert moulding is ideaal voor het toevoegen van een rubbercomponent aan een vorgevormd metaalonderdeel. Dit kan nuttig zijn voor het toevoegen van een grip, of zelfs een waterdichte afdichting of pakking, aan het metaalonderdeel. Rubber kan ook als schokdemper werken.

Rigide Kunststof Over Metaal

Insert moulding met rigide kunststof wordt wijd gebruikt in de fabricage van producten als handgereedschappen en veiligheidsscherapparaten, waar een massieve kunststof handvat om een metaal gereedschapshoofd of mes voor ergonomische redenen gegoten wordt.

Overmoulding Materiaal Compatibiliteit & Binding

Het doel van overmoulding en insert moulding is om een complex onderdeel te creëren waarvan de componenten op een of andere manier met elkaar verzegeld zijn. Als de twee materialen gemakkelijk van elkaar scheiden, dan is de overmoulding niet geslaagd.

Echter, er zijn twee primaire manieren waarop de substraat en het overmouldingmateriaal met elkaar gebonden kunnen worden.

Een manier is chemische binding, wat inhoudt dat het overmouldingmateriaal smelt met en plakt aan het substraatmateriaal. Chemische binding is alleen mogelijk als de twee materialen chemisch compatibel zijn, zoals TPU (rubber) over ABS (rigide kunststof), maar het stelt een grote mate van ontwerpvrijheid in.

Als het substraatmateriaal en overmouldingmateriaal niet chemisch compatibel zijn, kunnen ze nog steeds gebonden worden als de ingenieur een mechanische binding voor het onderdeel ontwerpt. Een mechanische binding kan de vorm aannemen van een ondergeschoven rand of omgekeerde taper in de substraat: zodra het overmouldingmateriaal om en onder de ondergeschoven rand vloeit, wordt het op zijn plaats gesloten en kan het niet van de substraat scheiden.

Feitelijk zijn mechanische bindingen een uniek ontwerpkenmerk van overmoulding en insert moulding. Een volledig ingegesloten, in elkaar grijpende verbinding tussen de twee componenten is vaak onmogelijk te bereiken met handmatige montage. (Tenzij, bijvoorbeeld, een rubbercomponent uitgerekt of gecomprimeerd in het vaste onderdeel wordt.)

Overmoulding Met 3ERP

3ERP heeft veel jaren ervaring in spuitgieten, en kan overmoulding en insert moulding projecten van alle vormen en maten uitvoeren.

Neem contact op voor een gratis offerte.