Inhaltsverzeichnis
· Was ist Umspritzen (mehrkomponenten spritzguss)?
· Technologien für das Umspritzte
· Vorteile des Umspritzens
· Anwendungen des Umspritzens in verschiedenen Industrien
· Überblick über die Komplexität des Umspritzprozesses, benötigte Ausrüstung und Innovationen
· Neueste Innovationen beim Umspritzen
· Abschluss
Was ist umspritzung (mehrkomponenten spritzguss)?
Das Umspritzen ist ein Verfahren, bei dem ein einzelnes Teil aus einer Kombination von zwei oder mehr Materialien hergestellt wird, um empfindliche Komponenten zu schützen oder dem Endprodukt ein besseres Aussehen und Gefühl zu vermitteln. Das erste Material wird als Substrat bezeichnet, das mit dem zweiten Material - dem Spritzguss - überzogen wird. Bei den Deckmaterialien handelt es sich in der Regel um Thermoplaste und Elastomere.
Wichtigste Definitionen:
· Kunststoff-Spritzgießen ist ein Verfahren zur Herstellung verschiedener Arten von Teilen durch Einspritzen von geschmolzenem Kunststoff in eine Metallform. Die Rohmaterialpaletten werden in den beheizten Zylinder eingeführt, wo sie geschmolzen und in den Formhohlraum und den Kern eingespritzt werden.
Das Mikrospritzgießen ist ebenfalls ein Teilbereich des Spritzgießens, der zur Herstellung winziger, hochpräziser thermoplastischer Teile und Komponenten mit Mikrogeometrien im Mikrometerbereich verwendet wird.
Für das Umspritzen werden hauptsächlich die folgenden Technologien verwendet: Insert Spritzguss (einlegeteile umspritzen), 2 komponenten spritzguss (2K-Spritzguss) oder Mehrkomponenten Spritzguss und Niederdruckspritzgießen.
Insert Spritzguss
Das Insert Spritzguss ist das meistgenutzte Verfahren, bei dem ein vorgeformter Einsatz in eine Form gelegt und das TPE (thermoplastisches Elastomer) oder ein anderer Kunststoff darüber gespritzt wird. Der Vorteil des Insert Spritzgusses liegt darin, dass er viel schneller ist als der herkömmliche Spritzguss in Kombination mit der Montage der Teile. Der Grund dafür ist, dass beim Insert Spritzguss zwei Materialien gleichzeitig geformt werden können - ein Metalleinsatz kann umspritzt werden, anstatt die gesamte Montagelinie für das Einpressen von zwei Komponenten einzurichten.
(Sushi-Bikes GmbH)
Zwei Komponenten Spritzguss (2K-Spritzguss)
Beim zwei Komponenten Spritzguss (oder Mehrkomponenten Spritzguss) werden komplizierte Formteile aus zwei verschiedenen Materialien hergestellt, und das fertige Die Spritzgießmaschinen bestehen aus zwei oder mehr Zylindern, und zwei Materialien werden im selben Zyklus gespritzt. Das erste Material wird dem Zylinder zugeführt, um die erste Form des Produkts zu erzeugen, die dann in den zweiten Zylinder für die endgültige Formgebung gelangt. Der Vorteil des zwei Komponenten Spritzgusses ist, dass die Qualität der Teile höher und die Arbeitskosten niedriger sind.
(BROLIS)
Metall umspritzen
Da die Elektronikindustrie ständig wächst, ist es für die Elektronikhersteller unerlässlich geworden, schwache und zerbrechliche Komponenten zu schützen. Dementsprechend spielt das 1970 von der Hankel Corporation entwickelte Niederdruckgießen eine wichtige Rolle bei der Verkapselung empfindlicher elektronischer Bauteile und ersetzt die traditionellen Vergussverfahren. Dieses fortschrittliche Verkapselungsverfahren für schwache elektronische Bauteile umfasst einen Umspritzungsprozess, der mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur durchgeführt wird und weniger Zeit in Anspruch nimmt.
Mit dem zunehmenden Bedarf an Leiterplatten (PCBs) und deren Schutz hat sich das Niederdruckgießen bei der Herstellung von Komponenten in der Automobil-, Medizin-, Industrie- und Beleuchtungsindustrie durchgesetzt. Ein Schutzmechanismus für LED-Leuchten kann als eine herausragende Anwendung des Niederdruckgießens betrachtet werden.
Vorteile des kunststoff umspritzen
Das Umspritzverfahren wird immer häufiger eingesetzt und bietet folgende Vorteile:
1. Geringere Kosten für Montage und Sekundärprozesse
Bei der Herstellung von Teilen im Spritzgussverfahren sind keine sekundären oder zusätzlichen Arbeitsgänge erforderlich. Erstens macht das Umspritzverfahren zusätzliche Klebstoffe und Befestigungsmittel überflüssig. Zweitens ist kein weiterer Arbeitsgang erforderlich, um das Produkt in seine endgültige Form zu bringen (kunststoff umspritzen von metallteilen). All diese Faktoren reduzieren die Kosten, den Zeitaufwand und den Bedarf an Arbeitskräften enorm.
2. Verbesserte Produktqualität und -zuverlässigkeit
Das Umspritzen ist ein äußerst zuverlässiges Verfahren, da das Endprodukt den Benutzern den ultimativen Komfort gummierter und griffiger Werkzeuge wie Handgeräte und Zahnbürsten bietet. Folglich wird die Ergonomie des Produkts verbessert. Das umspritzte Teil hat eine Schutzschicht aus thermoplastischem Kunststoff, die es flexibel, haltbar und sehr widerstandsfähig gegen äußere Kräfte macht.
3. Höhere Flexibilität des Designs
Die Herstellung von Multimaterialien in einem einzigen oder mehrfarbigen Bauteil und ein komplexes Montagedesign sind mit dem Umspritzverfahren leicht zu erreichen. Das Umspritzverfahren gewährleistet eine starre Montage und eine korrekte Ausrichtung der zusammengehörigen Teile. Daher sind die Qualität des Produkts und die Anforderungen an nahtlose und konforme Designs leicht zu erreichen.
Anwendungen des Umspritzens in verschiedenen Industrien
Das Umspritzen hat vielfältige Anwendungen in unzähligen Industrien. Bevor wir uns den speziellen Anwendungen des Spritzgießens zuwenden, stellen wir hier einige der allgemeinen Anwendungen vor:
Verallgemeinerte Anwendungen des Umspritzens
Stecker umspritzen sind eine hervorragende Anwendung des Umspritzens. Kabel, die im Umspritzverfahren (kabel umspritzen) hergestellt werden, müssen Hochdruckwaschanlagen, extremen Witterungsbedingungen, ständiger Hygiene, Schmutz- und Staubeinwirkung sowie häufigen Biegebeanspruchungen standhalten.
Weitere gängige Beispiele für das Umspritzen sind militärische Ausrüstungen, Solarenergiepaneele, medizinische Geräte, Unterhaltungselektronik und verschiedene industrielle Anwendungen.
Spezialisierte Anwendungen des Umspritzens
a) Medizinische Industrie
Das medizinische Spritzgießen findet im Bereich der Medizin erhebliche Anwendung. Umspritzte medizinische Geräte zeichnen sich durch die Steifigkeit und Zähigkeit des einen Materials und die ergonomische und weiches Gefühl des anderen Materials aus. Das flexible und robuste Äußere der Formteile verringert die Gefahr von Abrieb, schützt das starre Substrat vor äußeren Einwirkungen, bewahrt die Hände des Benutzers vor Vibrationen und bietet hervorragende wasserabweisende Eigenschaften zum Schutz vor Korrosion.
Der Markt für geformte Geräte im medizinischen Bereich beläuft sich auf 1,38 Milliarden Dollar. Es wird erwartet, dass er bis Ende 2027 mit einer CAGR von 8,2% wachsen wird.
b) Automobilindustrie
Das Umspritzen wird mittlerweile für die Herstellung von Prototypen, Griffen, Zubehörteilen für das Armaturenbrett und Formteilen unter der Motorhaube verwendet.
Das Projekt Thermoplastic Overmolding for Structural Composite Automotive (TOSCAA) hat die Verwendung von umspritzten Teilen in der Automobilindustrie revolutioniert. Dieses Konsortium wird von SGL Carbon Fibers und Land Rover, Jaguar, Nifco, LMAT, AMRC und der Universität von Nottingham geleitet. Gemeinsam haben all diese Partner 2 Millionen Pfund gesammelt, um Autos leichter, haltbarer und schneller zu machen.
Im Jahr 2016 belief sich das weltweite Marktvolumen für Formteile in der Automobilindustrie auf 1,67 Milliarden US-Dollar und wird bis Ende 2025 auf 3,29 Milliarden US-Dollar anwachsen.
c) Elektronik
Das Umspritzen von Drähten ist eine der wichtigsten Anwendungen des Umspritzens im Bereich der Elektronik. Viele Teile im Elektronikbereich werden umspritzt, um sie haltbar, flexibel und scherfest zu machen. Das Umspritzen wird jedoch auch häufig für die Herstellung eines einzigen Teils aus einer Kombination von zwei Materialien verwendet.
Leiterplatten, Schaltkreise, Thermostate und Drähte werden häufig umspritzt, um sie widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse zu machen. Das Umspritzen von elektronischem Silizium eröffnet nun neue Bereiche für die weitere Expansion des Umspritzens im Bereich der Elektronik.
Das Umspritzen ist etwas komplexer als das herkömmliche Gießen. Der erste Punkt, der es komplizierter macht, ist die richtige Wahl des umspritzten Materials auf dem Substrat. Gleichzeitig muss auch darauf geachtet werden, ob das umspritzte Teil richtig auf dem Substrat positioniert ist oder nicht.
Wie aus einigen Statistiken hervorgeht, wird der Markt für Spritzgussteile in der Elektronikindustrie bis Ende 2029 ein Volumen von 1,11 Milliarden Dollar erreichen.
Überblick über die Komplexität des Umspritzprozesses, benötigte Ausrüstung und Innovation
Das Umspritzen ist ein etwas komplexer, aber leicht zu verstehender Prozess. In diesem Sinne werden im Folgenden einige Punkte zur Beschreibung der Komplexität, der benötigten Ausrüstung und der Innovation im Zusammenhang mit dem Spritzgussverfahren genannt:
Komplexität im Überblick
Das Insert ist ein Herstellungsverfahren, bei dem zwei Materialien zu einem einzigen Material verbunden werden, während das Formen ein einfacheres Verfahren ist, das in einfachen Schritten abläuft. Das Verfahren des Insertierens und Formens wurde bereits in einem der obigen Abschnitte erläutert.
Roboter oder Maschinen sind jedoch in der Lage, all diese Probleme zu beseitigen. Wenn diese Arbeit manuell ausgeführt wird, bleiben all diese Befürchtungen gleich.
Merkmale des Formens und Inserts
Es gibt jedoch einige Faktoren, die das Insertieren und Gießen zu einem schwer zugänglichen Prozess machen, wie z. B. Fließlinien, Einfallstellen, Verformungen, kurze Schüsse, Brandflecken und Strahlen.
Entformen
Unter Entformung versteht man die Entfernung von Formteilen aus der Form oder dem Werkzeug. Dies kann entweder manuell oder mit Hilfe von Druckluft geschehen.
Die Entnahme eines Gussteils aus einer Form und einer Form aus einem Modell wird als Entformen bezeichnet. Die Entformung des hergestellten Teils kann ein wenig kompliziert sein, wenn es nicht angemessen geformt ist. Das Schließen der Form und die Wiederholung des Prozesses sind keine Lösung, und das Bauteil wird zu Abfall.
Andererseits ist der Ausschuss beim Umspritzverfahren wirklich gering, da kalkulierte und vordefinierte Parameter wie niedriger Druck und niedrige Temperatur verwendet werden, um von Natur aus schwache Komponenten zu ummanteln. Infolgedessen entsteht beim Umspritzen weniger Abfall. Auch die automatische Entformung reduziert den manuellen Aufwand.
Abschluss
Das Umspritzen hat sich zu einer weltweit anerkannten und akzeptierten Methode für die Herstellung von Teilen entwickelt, die in der Regel durch äußere Einflüsse gefährdet sind. Der Umspritzguss hat sich in allen wichtigen Bereichen wie der Medizintechnik, der Automobilindustrie, der Elektronikindustrie und der Herstellung von Haushaltsprodukten durchgesetzt. Obwohl das Verfahren gewisse Komplikationen mit sich bringt, ist es immer noch die beste Methode, um schwache und zerbrechliche Teile zu schützen.