Wat is lage druk? Injection Mveroudering?
Lagedrukspuitgieten is een kunststofbewerkingstechnologie waarbij een relatief lage druk wordt gebruikt om gesmolten, hete lijm in de mal te injecteren, waardoor de interne componenten worden omhuld en beschermd.
Vergeleken met traditioneel spuitgieten, heeft lagedrukspuitgieten een lagere druk en temperatuur en is het met name geschikt voor het verpakken van precisie- en gevoelige elektronische componenten of medische apparaten.
De voordelen van lagedrukspuitgieten zijn onder andere een verminderd risico op beschadiging van onderdelen, verbeterde afdichtingsprestaties en beschermende werking, evenals een korte bewerkingscyclus en een lager energieverbruik.
Materiaal gebruikt bij lage druk Injection Molding
PA
Polyamide (PA), met name de PA12-serie, is het meest gebruikte materiaal voor lagedrukspuitgieten. Het wordt geraffineerd uit biobased ricinusolie.
Dit materiaal heeft een belangrijk voordeel: de smeltviscositeit is extreem laag. Bij verhitting wordt het zo dun als water. Dit zorgt voor een uitstekende vloei-eigenschap.
Hierdoor kan het met zeer weinig druk de fijnste details van een mal opvullen. Het omsluit ook delicate onderdelen perfect zonder ze te verplaatsen.
- Uitstekende mechanische sterkte
- Goede hittebestendigheid
- Uitstekende weerstand tegen chemische corrosie
TPU
De toepassing van TPU bij lagedrukspuitgieten is vooral te danken aan de uitstekende elasticiteit, slijtvastheid en lage temperatuurbestendigheid.
Vergeleken met polyamide biedt TPU een flexibelere behuizing en wordt het vaak gebruikt in componenten die regelmatig gebogen moeten worden of aan mechanische spanning worden blootgesteld, zoals kabelconnectoren en flexibele circuits in draagbare apparaten.
TPU heeft een uitstekende slagvastheid en schokabsorberende eigenschappen, en het oppervlak voelt prettig aan en heeft een zekere mate van hechting.
- Uitstekende waterdichte afdichting.
- Hoge wrijvingscoëfficiënt
- Goede schokbestendigheid
Polyolefinecopolymeren
Polyolefinecopolymeren zijn smeltlijmen die zijn afgeleid van polyethyleen of polypropyleen. Hun belangrijkste kenmerken zijn de hoge kosteneffectiviteit, evenals uitstekende elektrische isolatieprestaties en hydrolysebestendigheid.
Polyolefinematerialen hebben na uitharding een breed scala aan hardheid, van halfstijf tot flexibel, maar hun algehele temperatuurbestendigheid en hechtsterkte zijn doorgaans niet zo goed als die van polyamide en TPU.
- Goede elektrische isolatieprestaties
- Goede hydrolysebestendigheid
Hoe werkt lagedrukspuitgieten?
Voorbehandeling van grondstoffen
De speciale polyamide (PA) of smeltgranulaten die worden gebruikt bij lagedrukspuitgieten zijn zeer gevoelig voor vocht en moeten een strenge droogbehandeling ondergaan voordat ze in productie worden genomen. Meestal worden de rubbergranulaten in een ontvochtigingsdroger geplaatst en gedurende enkele uren op een specifieke temperatuur gebakken om sporen van vocht te verwijderen.
Let op:
- Houd de droogtemperatuur en -tijd strikt in de gaten.
- Bewaar de grondstoffen in een afgesloten emmer om vochtopname en herbesmetting te voorkomen.
Bevestiging invoegen
Inzetstukken en matrijsvoorbereiding zijn cruciale stappen. Eerst worden delicate elektronische onderdelen zoals printplaten en sensoren in de onderste matrijs geplaatst en vastgezet. De opspaninrichtingen kunnen geautomatiseerd of handmatig zijn. Vervolgens wordt de bovenste matrijs gesloten en vastgeklemd. Deze sterke klemkracht zorgt ervoor dat de matrijs tijdens het spuitgieten hermetisch afgesloten blijft, waardoor materiaallekkage wordt voorkomen.
Let op:
- Zorg ervoor dat de inzetstukken nauwkeurig en stevig zijn geplaatst.
- Het oppervlak van de mal moet schoon en vrij van resten zijn om een goede hechting te garanderen.
Smelt injectie
Terwijl de mal wordt voorbereid, worden de gedroogde plastic korrels in de cilinder van de spuitgietmachine gebracht. De cilinder verwarmt het materiaal tot boven het smeltpunt door middel van een nauwkeurig gereguleerde verwarmer, waardoor het in een vloeibare toestand met een extreem lage viscositeit verandert.
De spuitgietmachine injecteert dit gesmolten rubbermengsel langzaam en gelijkmatig onder zeer lage druk in de gesloten matrijs via een schroef of zuiger.
Let op:
- Regel de injectietemperatuur en -snelheid.
- Zorg voor een vlotte doorstroming.
Druk vasthouden
Nadat de matrijs gevuld is, gaat het systeem over in de drukhandhavingsfase. Er wordt continu een lagere druk uitgeoefend. Deze druk perst meer materiaal naar binnen om de krimp tijdens het afkoelen van het plastic te compenseren. Dit zorgt ervoor dat het uiteindelijke onderdeel nauwkeurige afmetingen heeft, een glad oppervlak en stevig aan alle interne componenten vastzit.
Vervolgens koelt het onderdeel af in de mal. Dit kan op natuurlijke wijze gebeuren of sneller door waterkanalen in de mal zelf. Het afkoelen gaat door totdat het onderdeel hard en sterk genoeg is om zonder beschadiging uit de mal te worden verwijderd.
Let op:
- De tijd dat de druk wordt vastgehouden, moet matig zijn.
- Gelijkmatige afkoelingssnelheid
- Stel de lokale temperatuur nauwkeurig in.
uitwerping
Zodra is vastgesteld dat het onderdeel is afgekoeld en gestold, verplaatst de spuitgietmachine de matrijs om de mal te openen. Direct daarna treedt het ingebouwde uitwerpsysteem van de matrijs, zoals de uitwerppen of de bovenplaat, in werking en duwt het reeds gevormde product soepel uit de matrijs.
Let op:
- Handhaaf een bepaalde openingssnelheid van de matrijs.
- Breng de kracht op het uitwerpmechanisme in evenwicht.
- Controleer tijdig of er iets aan de mal blijft plakken of dat het ontvormen niet goed gaat.
Inspectie
De uitstekende delen kunnen ook een klein aantal hulpconstructies bevatten, zoals poorten of kleine tuitjes, die meestal met de hand of met behulp van eenvoudige gereedschappen verwijderd moeten worden.
Vervolgens is een grondige inspectie van de afgewerkte producten vereist om te controleren of het uiterlijk intact is, of de verpakking compleet is en of er gebreken zijn, zoals ontbrekende materialen of luchtbellen, om te garanderen dat de kwaliteit van elk product aan de eisen voldoet.
Let op:
- Verwijder het achtergebleven materiaal of de braam in het stroomkanaal.
- Controleer het uiterlijk en de functies van het product.
- Voer waterdichtheids-, stofdichtheids- of elektrische prestatietests uit op verpakte producten.
Voordelen van lagedrukspuitgieten
Superieure componentbescherming
Het belangrijkste kenmerk van lagedrukspuitgieten is het gebruik van een extreem lage injectiedruk. Dit zorgt ervoor dat kwetsbare componenten zoals printplaten, sensoren en precisieconnectoren niet verschuiven, vervormen of beschadigd raken door de impact van hoge druk.
De materialen die bij lagedrukspuitgieten worden gebruikt, kunnen na uitharding een harde schaal vormen, waardoor het product uitstekend bestand is tegen water, stof en chemische corrosie. Dit verbetert de betrouwbaarheid en levensduur van het product in veeleisende omgevingen aanzienlijk.
Hoge procesefficiëntie
Het lagedrukspuitgietproces is extreem snel. De volledige cyclus, van het sluiten van de mal, het spuitgieten tot het afkoelen en ontvormen, duurt meestal slechts enkele tientallen seconden, wat veel sneller is dan de traditionele methoden met gieten of het samenstellen van een mal.
De hoge efficiëntie van lagedrukspuitgieten is uitermate geschikt voor grootschalige continue productie. Dit kan de productiecapaciteit aanzienlijk verhogen en voldoen aan de strenge eisen van de moderne maakindustrie op het gebied van productie-efficiëntie, waardoor bedrijven de productiekosten per tijdseenheid kunnen verlagen.
Hoge structurele integratie
Lagedrukspuitgieten maakt het mogelijk om meerdere afzonderlijke onderdelen – zoals printplaten, connectoren en kabels – in één stap tot één massief geheel te combineren. Dit vervangt de traditionele, complexere methode waarbij eerst een behuizing wordt gemaakt en deze vervolgens wordt geassembleerd en afgedicht.
Lagedrukspuitgieten vermindert zowel het aantal productiestappen als het aantal benodigde onderdelen. Het voorkomt bovendien potentiële montagefouten en vereenvoudigt de toeleveringsketen en het voorraadbeheer.
Uitstekende inkapselingskwaliteit
De gevormde verpakking heeft uitstekende afdichtings- en isolatie-eigenschappen, waardoor het binnendringen van vocht en schadelijke gassen effectief wordt voorkomen en de langdurige stabiele werking van elektronische componenten wordt gewaarborgd.
Het materiaal zelf is bestand tegen hoge en lage temperaturen, heeft uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen en is slagvast. Hierdoor kan het eindproduct gemakkelijk voldoen aan de complexe werkomstandigheden in sectoren zoals de automobielindustrie en industriële apparatuur.
Uitstekende kostenefficiëntie
De kosten per kilogram van de speciale rubbercompound voor lagedrukspuitgieten kunnen hoger liggen dan die van gewone kunststoffen. Echter, gezien de voordelen zoals een kortere montagetijd, lagere arbeidskosten, een lager defectpercentage en minder afval dankzij het vereenvoudigde proces, worden de totale productiekosten van het product vaak effectief beheerst.
Uitdagingen van lagedrukspuitgieten
Strikte materiaaleisen
Smeltlijmen voor lagedrukvormen absorberen gemakkelijk vocht uit de lucht. Dit geabsorbeerde vocht veroorzaakt hydrolyse tijdens de verwerking, waardoor de moleculen van het materiaal afbreken.
Dit leidt tot veranderingen in de viscositeit en defecten zoals luchtbellen, zilverkleurige strepen of brandplekken in het eindproduct. Erger nog, het tast het afdichtingsvermogen, de sterkte en de elektrische isolatie van het onderdeel aan.
Strikte opslag- en droogprocedures zijn daarom essentieel. Het materiaal moet vóór gebruik grondig gedroogd zijn en tijdens de productie droog gehouden worden om heropname van vocht te voorkomen.
Uitdagend Vormontwerp
Bij lagedrukspuitgieten zijn de smeltviscositeit en vloeibaarheid laag, en de injectiedruk is eveneens laag.
- Precisie pasvorm: De mal moet nauwkeurig bewerkt en hermetisch afgesloten zijn. Dit voorkomt dat het vloeibare materiaal lekt en braamvorming op het onderdeel veroorzaakt.
- Efficiënte ventilatie: De mal heeft een goed ontworpen afzuigsysteem nodig. Anders kan opgesloten lucht leiden tot onvolledige vulling (niet-gevulde gedeelten) of verbrand materiaal.
- Geoptimaliseerde stroom: De aanvoer- en afvoerkanalen moeten het gesmolten metaal geleiden, zodat de matrijs gelijkmatig en rustig gevuld wordt. Dit voorkomt beschadiging van delicate interne componenten.
Nauwkeurige positionering van het inzetstuk
Tijdens het spuitgietproces oefent de smeltstroom een bepaalde kracht uit op de inzetstukken. Als de inzetstukken niet nauwkeurig gepositioneerd of stevig in de matrijs bevestigd zijn, kunnen ze gaan zweven, verschuiven of vervormen onder druk, wat resulteert in eindproducten van mindere kwaliteit. Dit vereist dat de matrijs is ontworpen met nauwkeurige positioneringsmechanismen en betrouwbare bevestigingsvoorzieningen, en dat de inzetstukken in elke productiecyclus correct worden geplaatst.
Hoge initiële kosten
Stabiel lagedrukspuitgieten vereist een specifieke opstelling, inclusief gespecialiseerde machines, uiterst nauwkeurige matrijzen en aanvullende droogapparatuur, wat leidt tot hogere opstartkosten dan traditionele processen.
Bovendien zijn geschikte materialen beperkt tot specifieke polyamiden en TPU die een lage viscositeit en snelle uitharding bieden. Deze materialen zijn duurder en minder divers dan conventionele kunststoffen, wat het toepassingsgebied van de technologie enigszins beperkt.
Lagedrukspuitgieten en hogedrukspuitgieten
| Item | Lage druk spuitgieten | Hogedruk spuitgieten |
| Injectiedruk | Lage druk (ongeveer 2–5 MPa) | Hoge druk (doorgaans 50–150 MPa) |
| Hoofdmaterialen | Smeltpolyamide (PA), EVA, polyolefine, TPU, enz. | Diverse thermoplasten zoals ABS, PC, PP, PE, PA, POM, enz. |
| Vormstructuur | Eenvoudige constructie; er kunnen aluminium of flexibele mallen worden gebruikt. | Complexe stalen mallen met een lange levensduur. |
| Schimmel kosten | Lage kosten en korte productiecyclus | Hoge kosten en een lange productiecyclus |
| Drukinvloed op inzetstukken | Voorzichtig met inzetstukken en interne componenten. | Hoge druk kan inzetstukken vervormen of belasten. |
Toepassingen van lagedrukspuitgieten
Auto-elektronica
- Motorregeleenheden
- Wielsnelheidssensoren in antiblokkeersystemen
- Airbagsensoren
In de automobielindustrie wordt lagedrukspuitgieten veelvuldig gebruikt voor het verpakken van diverse elektronische regeleenheden en sensoren. Deze auto-onderdelen moeten een hoge betrouwbaarheid behouden onder extreme omstandigheden zoals trillingen, olievlekken, hoge temperaturen en luchtvochtigheid, en chemische corrosie.
Lagedrukspuitgieten biedt een sterke en afgedichte beschermende laag voor auto-onderdelen, waardoor vocht, zoutnevel en benzine effectief worden tegengehouden. Dit garandeert een stabiele werking van de belangrijkste elektronische systemen van het voertuig op de lange termijn en verbetert de rijveiligheid aanzienlijk.
Consumer Electronics
Consumentenelektronica is een van de belangrijkste toepassingsgebieden voor lagedrukspuitgieten, met name voor de bescherming van essentiële precisiecomponenten.
De interne onderdelen van elektronische producten zijn kwetsbaar en vereisen een hoge mate van reinheid. Lagedrukspuitgieten maakt het mogelijk om deze componenten veilig af te dichten onder zeer lage druk, waardoor schade tijdens het proces wordt voorkomen. De gevormde beschermlaag is effectief bestand tegen zweet, stof en kleine stoten tijdens dagelijks gebruik.
Medische hulpmiddelen
De medische sector stelt extreem hoge eisen aan de betrouwbaarheid, afdichtingsprestaties en biocompatibiliteit van apparatuur.
De door dit proces gevormde inkapseling zorgt voor een volledige afdichting. Het is bestand tegen herhaaldelijk reinigen met chemische desinfectiemiddelen en kan sterilisatie bij hoge temperaturen en onder hoge druk doorstaan. Dit helpt voorkomen dat vloeistoffen en bacteriën de binnenkant van de apparatuur binnendringen.
De gebruikte materialen moeten aan strenge medische certificeringen voldoen om te garanderen dat ze veilig en niet-giftig zijn voor het menselijk lichaam.
- Printplaten en sensoren in endoscopen
- Hoortoestellen
- Draagbare diagnostische apparaten
Industrial Sensors
In de industriële automatisering moeten veel sensoren, naderingsschakelaars, encoders en PLC-connectoren functioneren in fabrieksomgevingen met veel stof, een hoge luchtvochtigheid, corrosieve gassen of sterke mechanische trillingen.
Spuitgieten onder lage druk biedt uitgebreide bescherming voor deze industriële componenten. De robuuste behuizing is bestand tegen fysieke schokken en trillingen, en de uitstekende afdichting voorkomt dat stof en vocht de interne precisiecircuits beschadigen.
Smart Home-apparaten
- Slimme deursloten
- Omgevingssensoren
- Slimme watermeters/elektriciteitsmeters
Door de popularisering van het Internet der Dingen vinden steeds meer slimme apparaten hun weg naar huishoudens en steden. Deze apparaten bevinden zich vaak onbeheerd in buiten- of halfopen ruimtes.
De technologie van lagedrukspuitgieten wordt gebruikt om de kernbesturingsmodule en de communicatiemodule te beschermen, waardoor de invloed van natuurlijke veroudering, zoals temperatuurschommelingen gedurende de vier seizoenen, regen en ultraviolette straling, effectief wordt tegengegaan.
Deze geïntegreerde verpakkingsmethode verbetert niet alleen de milieubestendigheid van het product, maar maakt de structuur ook compacter en duurzamer, waardoor het uitermate geschikt is voor grootschalige implementatie van Internet of Things-terminalapparaten.
EDELE: Professionele dienstverlener voor lagedrukspuitgieten
Bij NOBLE zijn we gespecialiseerd in lagedrukspuitgieten (LPM) – een beproefd proces voor het inkapselen en beschermen van delicate elektronische componenten. Met geavanceerde apparatuur, professionele technische expertise en strenge kwaliteitscontrole leveren we betrouwbare spuitgietoplossingen die zowel functionele bescherming als esthetische perfectie garanderen.
Waarom voor ons kiezen
- Meer dan 10 jaar ervaring in de productie van precisievormen.
- Oplossingen op maat voor kleine of middelgrote serieproductie.
- Snelle levertijden en flexibele projectondersteuning.
- Voldoet aan de kwaliteitsnormen RoHS, REACH en ISO 9001.
Met onze expertise in lagedrukspuitgieten helpen we klanten superieure bescherming, strakkere productontwerpen en een langere levensduur voor elektronische componenten te realiseren.
Veelgestelde vragen van Drukspuitgieten
Wat is lagedrukspuitgieten?
Lagedrukspuitgieten (LPM) is een proces waarbij materialen onder lage druk worden gebruikt om delicate elektronische componenten in te kapselen en te beschermen. Het biedt een uitstekende afdichting, isolatie en mechanische bescherming zonder de gevoelige onderdelen te beschadigen.
Welke materialen worden gebruikt bij lagedrukspuitgieten?
Veelgebruikte materialen zijn onder andere smeltpolyamiden (PA), EVA, polyolefinen en TPU. Deze materialen hebben een laag smeltpunt, goede hechting en een uitstekende weerstand tegen water, chemicaliën en temperatuurschommelingen.
Wat zijn de voordelen van lagedrukspuitgieten?
LPM biedt vele voordelen: een voorzichtige verwerking voor gevoelige componenten, superieure afdichting en waterdichtheid, een vereenvoudigd productontwerp en lagere totale productiekosten in vergelijking met inkapseling of hogedrukvormen.
Welke industrieën maken gebruik van lagedrukspuitgieten?
Het wordt veel gebruikt in auto-elektronica, consumentenelektronica, medische apparaten, industriële sensoren en slimme huisproducten, met name waar duurzaamheid en bescherming cruciaal zijn.
Wat is het verschil tussen lagedrukspuitgieten en hogedrukspuitgieten?
LPM werkt bij een veel lagere druk (2–5 MPa) en temperatuur, waarbij de nadruk ligt op bescherming en afdichting in plaats van structurele sterkte. Hogedrukvormen wordt gebruikt voor het produceren van stijve kunststofonderdelen met precieze vormen in massaproductie.
