Vandaag de dag lopen fabrikanten voorop op het gebied van innovatie en gebruiken ze kunststof om het compatibel te maken met metalen of andere materialen om een breed scala aan producten te maken. Een van de belangrijkste technologieën die deze vooruitgang mogelijk maken, is insert injection molding, een veelgebruikte techniek bij het spuitgieten van kunststof.

Op deze manier kunnen fabrikanten technische kunststoffen combineren met inzetstukken van verschillende materialen, wat resulteert in producten die slijtvast en licht zijn en een hoge treksterkte hebben. Het artikel gaat uitgebreid in op spuitgieten met inzetstukken en bespreekt de voor- en nadelen. Verder bekijken we de toepassingen van spuitgietmatrijzen en geven we waardevolle tips en inzichten over hoe u succes kunt boeken met invoegen spuitgieten.

Insert Injection Moulding: een overzicht

Spuitgieten met inzetstukken, ook wel insert molding genoemd, is een specifiek type spuitgietproces waarbij metalen inzetstukken in een spuitgegoten onderdeel worden verwerkt of gecombineerd. Bij dit proces wordt de matrijs in de holte geplaatst en wordt er vervolgens onder hoge druk gesmolten kunststof omheen gespoten. Daarna, als het kunststof en de inzetstukken samen afkoelen in de matrijsholte, vormen ze samen een robuust en samenhangend onderdeel.

Door metalen componenten toe te voegen, produceert deze methode kunststof producten die sterk, duurzaam en licht zijn. Veel industrieën gebruiken op grote schaal metaal insert molding, een multifunctionele en efficiënte techniek, vanwege de compatibiliteit en effectiviteit bij het produceren van onderdelen van hoge kwaliteit.

De workflow van insert-spuitgieten

Spuitgieten is een conventioneel spuitgietproces voor de fabricage van diverse eindproducten, waarbij gesmolten kunststof onder gecontroleerde omstandigheden in een matrijs of matrijsholte wordt gesmolten en geïnjecteerd. Het toevoegen van inzetstukken met schroefdraad aan de matrijs onderscheidt het van andere traditionele spuitgiettechnieken. De onderstaande stappen zijn betrokken bij het spuitgieten van de inzetstukken.

Stap 1: Lading in de mal plaatsen

De ontwerpingenieurs ontwerpen nauwgezet matrijzen voor spuitgieten met inzetstukken en zorgen ervoor dat de inzetstukken van de spuitgietmatrijs precies in de matrijsholte worden geplaatst. De juiste oriëntatie en plaatsing van de matrijs zijn van het grootste belang tijdens het spuitgieten. Deze techniek zorgt ervoor dat de inzetstukken stevig op hun plaats blijven en de gewenste oriëntatie en positie in het spuitgietproduct behouden.

Er zijn twee primaire methoden om componenten in een mal te plaatsen:

1. Geautomatiseerde invoeging:

Bij geautomatiseerd invoegen worden robotica en geautomatiseerde systemen gebruikt om onderdelen in een matrijs te plaatsen. Deze methode heeft voordelen zoals een consistente plaatsing van de insert, verhoogde efficiëntie en hoge precisie. Geautomatiseerde machines kunnen omgaan met omgevingen met hoge temperaturen, wat zorgt voor een snelle productietijd en de mogelijkheid om meer onderdelen per uur te produceren. De initiële investering voor geautomatiseerde systemen is echter hoger, wat leidt tot hogere productiekosten.

2. Handmatige invoeging:

Handmatig inbrengen is het proces waarbij onderdelen met de handen in een matrijs worden geplaatst. Deze methode is geschikt voor productiesituaties met kleine volumes. Het is meer geschikt voor taken die een gedetailleerde inspectie van onderdelen vereisen en voor bewerkingen die niet duur zijn, zoals verpakken en assembleren. Handmatig inbrengen heeft echter niet de precisie en herhaalbaarheid van geautomatiseerde systemen. De operators kunnen ook handvaardigheidsproblemen hebben door de hoge temperaturen, waardoor het gebruik van handschoenen nodig kan zijn.

Stap 2: Duw het gesmolten plastic in de mal.

Tijdens de tweede stap van het spuitgietproces spuit de injectie-eenheid een kunststof van technische kwaliteit in een matrijsholte. De injectie wordt aangedreven door hoge druk, waardoor de kunststof elk deel van de matrijs vult. Deze druk leidt tot de ventilatie van lucht door de matrijzen, wat er op zijn beurt voor zorgt dat de kunststof volledig aan de inzetstukken kleeft. Het is van het grootste belang om de optimale injectietemperatuur, -druk en -temperatuur binnen aanvaardbare marges te houden voor een gelijkmatige vulling en foutloze spuitgietproducten voor eindgebruik.

Stap 3: Verwijder de mal en pak het gegoten onderdeel.

Daarna koelt de mal af en gaat hij open. Een uitwerpsysteem verwijdert het uiteindelijke spuitgietproduct na het afkoelen en stollen van de gesmolten kunststof nauwgezet uit de matrijs. Door de druk tijdens het afkoelen vast te houden, worden krimpeffecten voorkomen en wordt ervoor gezorgd dat er geen terugvloei in het injectievat ontstaat. We houden de koeltijd en temperatuur zorgvuldig in de gaten om te zorgen dat het spuitgietproduct gelijkmatig stolt en niet kromtrekt of vervormt. Vervolgens herhalen we deze cycli om een continue productie te garanderen.

Stap 4: Verwijder het gegoten deel van de loopwagen.

Sprues en runners, de kanalen waar de vloeibare kunststof in en uit de matrijsholte stroomt, verbinden de meerdere holtes van spuitgietproducten met elkaar. Voor de uitvoering moeten we het spuitgietproduct scheiden van de sprue of runner. We voeren deze scheiding handmatig uit, voornamelijk met eenvoudig gereedschap zoals scharen of messen. We moeten de vormstap nauwlettend in de gaten houden om beschadiging of verlies van het onderdeel te voorkomen.

Als de matrijs het sub-gate ontwerp gebruikt, hoeven we deze stap niet uit te voeren. Dit ontwerp verdeelt automatisch de runner en de gevormde onderdelen wanneer de matrijs opent. Niet alle onderdelen kunnen echter het sub-gate ontwerp gebruiken.

Stap 5: nabewerkingen

Na het gieten en uitwerpen van het onderdeel uit het gietkanaal kunnen er nog andere nabewerkingen plaatsvinden om het gegoten onderdeel af te ronden voordat het definitief wordt gebruikt.

Enkele veelvoorkomende nabewerkingsbehandelingen zijn:

Ontbramen: Ontbramen is het verwijderen van overtollig materiaal of bramen die het uiterlijk of de prestaties van het spuitgietproduct kunnen beïnvloeden. Over het algemeen wordt ontbramen met de hand uitgevoerd, waarbij gereedschap wordt gebruikt om bramen te verwijderen. Over het algemeen heeft een matrijs van hoge kwaliteit geen bramen. Als je matrijs bramen heeft, moet je de matrijs misschien repareren,

Warmtebehandeling: Het spuitgietproduct kan processen ondergaan zoals gloeien of spanningsverlaging om interne spanningen te elimineren. Bovendien kan warmtebehandeling de sterkte en maatnauwkeurigheid van de onderdelen verbeteren.

Oppervlakteafwerking: Er zijn verschillende manieren om de laatste fase uit te voeren, zoals bedrukken, verven of galvaniseren. De afwerkingsprocessen zijn niet alleen in staat om onderdelen mooi en duurzaam te maken, maar geven ze zelfs enkele speciale eigenschappen, zoals corrosiebestendigheid.

Vochtigheidsregeling: Dit is het proces van het beheersen van de vochtigheid in de omgeving, die op zijn beurt invloed heeft op het krimpen van objecten, het voorkomen van oxidatie en de snelheid van waterabsorptie. Objecten ondergaan dit proces meestal door ze onder te dompelen in warmwaterbaden of ze bloot te stellen aan stoomkamers, die een vochtige omgeving creëren.

Overwegingen bij het voorinvoegen van mallen

Er zijn veel dingen waar je rekening mee moet houden voor het spuitgieten, zodat het productieproces soepel en probleemloos verloopt. Om uw geheugen op te frissen, zijn dit de gebieden waarop u zich moet concentreren:

1. Soorten inzetstukken:

Inzetstukken die gebruikt worden in het spuitgietproces zijn een van de belangrijkste factoren die kunnen leiden tot het succes van het proces. Bepaal welke inzetstukken bestand zijn tegen temperatuur- en drukschommelingen, die meestal inherent zijn aan het spuitgieten.

2. Locatie invoegen:

De plaatsing van de inzetstukken in de mallen is een van de belangrijkste dingen om rekening mee te houden als het gaat om de duurzaamheid en het onderhoud van de mallen in de toekomst. Bedenk welke krachten er op de insert komen te staan en zorg dat er genoeg kunststof onder en omheen zit om hem op zijn plaats te houden.

3. Spleetbreedte voor metalen inzetstukken:

Het is belangrijk om de spleet tussen de metalen inserts en het vloeibare materiaal op een veilige afstand te houden om een negatieve impact op de eindproducten te vermijden. Door de opening tussen de matrijs en het onderdeel te sluiten, wordt ervoor gezorgd dat het onderdeel aan elkaar hecht tot een betrouwbaar eindproduct.

4. Harsselectie en gietcondities:

De selectie van het juiste type hars en de juiste vormomstandigheden zijn cruciaal, omdat we hiermee complexe onderdelen (elektronische componenten, glas) kunnen vormen. De hars moet sterk genoeg zijn om de inzetstukken goed af te dichten en ze goed te fixeren.

5. Vormontwerp:

De mal geeft niet alleen vorm aan het materiaal, maar houdt de inzetstukken ook onbeweeglijk tijdens het vormproces. Gebruik gefabriceerde inzetstukken in uw mallen om hun stevigheid te behouden tijdens de productiefase.

6. Kostenoverwegingen:

De totale prijs moet de kosten van de insert, de kosten van de operator (voor handmatige insertie) en de prijsstijging die kan optreden vanwege de toevoeging van inserts, dekken. Voeg een kosten-batenanalyse toe aan uw besluitvormingsproces en maak deze op feiten gebaseerd.

7. Productievolume:

Kies tussen een handmatige of automatische laadoptie op basis van het productievolume. Analyseer de productievereisten en evalueer de voor- en nadelen van alle laadmethoden om de hoogst mogelijke niveaus van efficiëntie en kosteneffectiviteit te bereiken.

Overwegingen tijdens het spuitgieten van de insert

Precisie in het spuitgietproces van de insert is het belangrijkste punt dat de hoogste kwaliteit garandeert. Dit zijn de essentiële punten die je in gedachten moet houden.

1. Vormontwerp:

Het ontwerp van de matrijs speelt een cruciale rol in het beschermen van de insert tegen schade, vaak veroorzaakt door hoge temperaturen en druk. De mate van veiligheid en stabiliteit die de matrijs nodig heeft voor een succesvolle voltooiing, is de kritische factor die het ontwerp bepaalt.

2. Veilige plaatsing van de inzetstukken:

De plaatsing en stabiliteit van de inzetstukken zijn kritieke punten die aanzienlijk bijdragen tot de succesvolle werking van de inzetstukken in het spuitgietproces. De kleinste trilling of beweging geeft een ondeugdelijk eindproduct. Ontdek verschillende manieren om inlegdelen perfect vast te houden tijdens het gieten.

3. Undercut-kenmerken:

De spuitgietinserts voegen niet alleen esthetische waarde toe aan de onderdelen, maar verbeteren ook hun structurele integriteit en sterkte. Het bindt, waardoor de onderdelen samenhangend blijven.

4. Partnerselectie:

Het is verstandig om een betrouwbare en ervaren partner te kiezen voor insert molding. Door samen te werken met bedrijven kunt u gebruikmaken van de nieuwste innovaties en vaardigheden op het gebied van onderdelenassemblage, waardoor u geïntegreerde onderdelen van superieure kwaliteit kunt produceren.

Voordelen en beperkingen van insert-spuitgieten

Spuitgiet inzetstukken zijn een populaire keuze in productieprocessen vanwege hun vele voordelen.

Kostenefficiëntie: Door de assemblage na het vormen te elimineren, vermindert het spuitgieten van de insert de assemblage- en arbeidskosten, wat resulteert in algemene kostenbesparingen.

Gewichtsverlies: Met inzetstukken kunt u de massa en het volume van gegoten producten verkleinen, zodat ze gemakkelijker te verplaatsen en te hanteren zijn.

Ontwerpflexibiliteit: Inzetstukken zijn een ontwerpmiddel waarmee ontwerpers hun producten kunnen laten opvallen door ze complexer en unieker te maken.

Verbeterde kracht van onderdelen: De integratie van metalen inserts in het spuitgietproces geeft de spuitgietproducten mechanische eigenschappen die sterker zijn dan de gewone, waardoor hun duurzaamheid en prestaties toenemen.

Ondanks deze voordelen hebben spuitgietinzetten ook bepaalde nadelen.

Complexiteit en kosten: Het ontwerp van insert molds is veel ingewikkelder en kostbaarder dan de gewone spuitgietprocessen, waarbij je rekening moet houden met extra factoren en middelen moet inzetten.

Materiaalcompatibiliteit: Door verschillen in thermische expansie zijn sommige inzetmaterialen mogelijk niet geschikt om mee te gieten, wat productieproblemen kan veroorzaken.

Positioneringsnauwkeurigheid: Er kunnen fouten optreden in de spuitgietproducten als de spuitgietinzetten niet goed uitgelijnd zijn in de matrijs, wat kan leiden tot defecten in het eindproduct.

Verhoogde cyclustijd: Inlegdelen moeten zorgvuldig in de matrijs worden geplaatst voordat het spuitgietproces begint, wat de productie-efficiëntie kan beïnvloeden.

Spuitgieten en overspuiten worden vergeleken

Insert injection molding en overmolding zijn de twee verschillende spuitgietprocessen die spuitgietproducten met unieke eigenschappen maken. Hoewel ze gelijkaardige doelen delen, verschillen ze aanzienlijk in hun methodes om deze doelen te bereiken en in het eindproduct dat ze produceren.

Het spuitgietproces met inzetstukken is een unieke methode waarbij het kunststofmateriaal rond het voorgevormde inzetstuk in de matrijs wordt gevormd. Het kunststofmateriaal hecht zich stevig aan het inzetstuk en vormt zo één integraal onderdeel. Het spuitgieten van inzetstukken is een spuitgiettechniek met één spuitgietmoment en heeft de voordelen van snelheid en kosteneffectiviteit en een zuinig materiaalgebruik.

In de eerste plaats, overgieten is een twee-schots gieten proces, waarbij een rubberachtige kunststof over een kunststofsubstraat wordt gespoten. De complexiteit en de kosten van dit dubbele spuitgietproces zijn hoger in vergelijking met het enkelvoudige spuitgietproces, voornamelijk door de extra laag materiaal en de extra matrijskosten.

Het belangrijkste doel van het spuitgietproces met inzetstukken is om de spuitgietproducten te versterken door inzetstukken toe te voegen in de initiële ontwerpfase. De eerste voegt comfort, schoonheid en beschermende lagen toe aan een product, waardoor het functioneler wordt en er beter uitziet.

Daarom is het primaire doel van insert molding het verbeteren van sterkte en materiaalefficiëntie, terwijl overmolding zich meer richt op functionele veelzijdigheid en esthetiek, waardoor elke techniek geschikt is voor specifieke toepassingen en ontwerpvereisten.

Samengevat vereist spuitgieten slechts één matrijs (de overmold), terwijl het overmoldingproces twee matrijsinvesteringen vereist: de substraatmatrijs, de eerste matrijs, en de overmold, de tweede matrijs.

Injectie spuitgiettoepassingen in veel verschillende industrieën.

Spuitgieten is tegenwoordig een veelgevraagd productieproces vanwege de diversiteit en efficiëntie. Laten we de primaire industrieën bespreken die gebruik maken van spuitgieten, samen met de specifieke toepassingen binnen elke industrie.

Lucht- en ruimtevaartindustrie:

In de lucht- en ruimtevaartindustrie is spuitgieten de populairste techniek voor de productie van kritieke onderdelen zoals vliegtuigstoelen, grendels voor opbergbakken, toiletten, handgrepen en schakelaars voor gebruikersinterfaces. Deze aspecten moeten een mix zijn van sterke, duurzame en lichtgewicht ontwerpen. Al deze kenmerken kunnen worden aangepakt door spuitgieten. Met spuitgieten krijgt de ruimtevaartindustrie lichtgewicht vliegtuigen, onderdelen met een hoge sterkte, kortere productie- en assemblagetijden en ontwerpverbetering.

Automobielsector:

In de auto-industrie vervangt het proces van spuitgieten metalen onderdelen door duurzamere plastic onderdelen.

Deze transformatie resulteert in de productie van lichtgewicht auto-onderdelen, wat op zijn beurt het brandstofverbruik verbetert en de assemblagekosten verlaagt. De auto-industrie gebruikt vaak spuitgieten als productieproces voor de productie van interieurpanelen, knoppen, handgrepen, elektronische connectoren en structurele onderdelen. Bovendien biedt de techniek van het spuitgieten zowel flexibiliteit als betrouwbaarheid, waardoor autofabrikanten kunnen innoveren en met nieuwe ontwerpen en functionaliteiten kunnen komen.

Productie van medische hulpmiddelen:

De industrie voor de productie van medische hulpmiddelen maakt op grote schaal gebruik van spuitgietmatrijzen die de hoogste precisie, biocompatibiliteit en betrouwbaarheid vereisen. Spuitgiettechnieken voor inzetstukken maken de productie mogelijk van een breed scala aan medische hulpmiddelen, van eenvoudig gereedschap tot geavanceerde implantaten en chirurgische instrumenten. Voorbeelden van deze toepassingen zijn buizen, onderdelen van medische apparatuur, tandheelkundige instrumenten, prothesen, chirurgische bladen en behuizingen voor medische apparatuur. Het spuitgietproces garandeert een soepele overgang van verschillende materialen en voldoet aan de hoge kwaliteits- en veiligheidsnormen van de medische industrie.

Consumentenelektronica-industrie:

In de consumentenelektronica heeft de spuitgiettechniek een revolutie teweeggebracht in assemblageprocessen doordat bevestigingsmiddelen en solderen overbodig zijn geworden. De invoegen van mallen industrie omvat een breed scala aan toepassingen, waaronder het inkapselen van schroefdraadinserts, draadpluggen en het produceren van digitale bedieningspanelen, assemblages en knoppen voor apparaten. Daarnaast heeft insert molding een breed scala aan toepassingen in militaire apparatuur, bevestigingsmiddelen met schroefdraad en verschillende elektronische componenten die worden gebruikt in consumentenelektronica.

Defensie sector:

In de defensie-industrie is spuitgieten een belangrijke technologie voor de productie van militaire apparatuur die kosteneffectief, efficiënt en licht is. Handheld communicatieapparatuur, wapenonderdelen, batterijpacks, munitie en behuizingen voor optische instrumenten zoals verrekijkers en monoculairen maken allemaal gebruik van deze technologie. Spuitgieten insert heeft het voordeel dat het onderdelen maakt met robuuste en betrouwbare structuren, die ingewikkelde ontwerpen en functionaliteiten hebben en voldoen aan de hoge normen die vereist zijn voor defensietoepassingen.

Deze industrieën gebruiken spuitgieten bij voorkeur als productiemethode voor een groot aantal toepassingen omdat het verschillende materialen kan samenvoegen, de duurzaamheid van producten kan verhogen, de productiekosten kan verlagen en de algemene productprestaties kan verbeteren.

Veelgestelde vragen

Q1. Waarvoor dienen inzetstukken bij het spuitgieten?

Inzetstukken zijn de belangrijkste elementen van de gegoten kunststof producten die hun sterkte en duurzaamheid verhogen; bovendien zijn ze gemaakt van metaal.

Q2. Kunnen grote onderdelen vervaardigd worden met behulp van spuitgieten?

Spuitgieten is de beste keuze voor de productie van kleine en middelgrote onderdelen. Bij grotere onderdelen zijn er uitdagingen zoals hogere gereedschapskosten en complexe plaatsing van de insert.

Q3. Welke inzetstukken worden vaak gebruikt bij spuitgieten?

Fabrikanten gebruiken de inzetstukken meestal om de sterkte en prestaties van gegoten onderdelen te verbeteren. Fabrikanten maken deze inzetstukken van metalen onderdelen zoals tapeinden en schroeven, elektronische onderdelen zoals connectoren, terminals, schakelaars en knoppen, en plastic onderdelen.

Samenvattend:

Invoegen spuitgieteng, een fabricageproces waarbij kunststof wordt gemengd met niet-kunststof materialen, heeft aan populariteit gewonnen in industrieën zoals lucht- en ruimtevaart, defensie, auto's en medische apparatuur vanwege de vele voordelen. Deze omvatten kostenbesparing, verbeterde betrouwbaarheid van onderdelen en meer flexibiliteit in het ontwerp.