1. Overstøping Prosesstrinn
1.1 Materialvalg
Materialvalg er et avgjørende trinn. De valgte materialene må oppfylle kravene til de fysiske egenskapene både på innsiden og utsiden av produktet. Vurder produktets tiltenkte bruk, for eksempel ergonomi, komfort eller støtdempende ytelse, og om produktet må være vanntett eller varmebestandig. I tillegg må selve beleggstøpematerialet også være godt festet for å forhindre separasjon etter støping.
1.2 Formdesign og -bygging
Formdesignet må ta hensyn til egenskapene og tykkelsen til begge materialene. Dette er forskjellig fra standard formdesign. Veggtykkelsen skal være jevn (ikke mer enn 4 mm). Sluser skal plasseres på den tykkeste veggseksjonen. Strømningsforholdet skal holde seg under 150/liter.
I likhet med andre sprøytestøpeformer, maskineres overstøpeformer med CNC-maskiner. De er laget av slitesterke metaller som stål eller aluminium. Dette hjelper dem å motstå trykk og temperatur under sprøytestøping.
1.3 Sprøytestøping Utstyr
Utstyret er spesialdesignet basert på materialene og lagdelingsrekkefølgen. For overstøping av to materialer kan utstyret bruke flere injeksjonsenheter. Disse enhetene er satt opp med en roterende form. Dette lar hver injeksjonsmaskin injisere sitt eget materiale presist.
Først sprøyter injeksjonsmaskinen inn et basislag av materiale. Etter avkjøling dannes et stivt, overstøpt substrat. Deretter tilfører en annen injeksjonsmaskin materiale oppå. I noen tilfeller lages substratet separat i én injeksjonsmaskin. Deretter sprøytes elastomerlaget.
1.4 Popping og sjekking
Etter at formingen er fullført, fjern delene fra formen. Deretter utføres en omfattende inspeksjon av delene for å oppdage defekter som ufullstendig binding, bobler eller overflatedefekter.
1.5 Post-prosessering
Denne prosessen resulterer til slutt i en solid komponent, som er en kombinasjon av alle de injiserte materialene. Denne komponenten kan imidlertid kreve noe etterbehandling. For eksempel fjerning av overflødig materiale, polering for å forbedre overflatefinishen eller ytterligere herding for å forbedre materialytelsen. Målet er å oppnå ønsket estetisk appell og funksjonelle egenskaper for de overstøpte komponentene.
2. Tips for design av overstøping
2.1 Forstå materialegenskapene
Kjernekonseptet innen støpeteknologi er å designe plastdeler med de nødvendige egenskapene. Derfor bør materialvalget baseres på dette. Imidlertid må materialets kompatibilitet og fysiske egenskaper, som smeltepunkt og utvidelseskoeffisient, også tas i betraktning.
Fordi de to materialene er forskjellige, kan smeltepunktene og utvidelseskoeffisientene deres også være forskjellige. Noen harpikser krymper under sedimenteringsprosessen, noe som fører til vridning. For å unngå denne situasjonen anbefales det å bruke et kjernemateriale (basismateriale) med en bøyemodul og et smeltepunkt som begge er høyere enn hjelpematerialets.
Tykkelse er også svært viktig. Et tykkere elastomerlag (TPE) kan gi bedre støtdemping og fleksibilitet. Tvert imot føles et tynnere elastomerlag hardere og er et ideelt valg for å lage forsterkende ribbestrukturer.
2.2 Optimaliser geometrien til deler og former
Formkonstruksjonen må kunne sprøytestøpes flere ganger for å sikre jevn veggtykkelse, fra 2 til 4 millimeter. Unngå bruk av dype ribber og skarpe hjørner for å redusere spenningskonsentrasjon og lette flyten av smeltet materiale.
Maksimal radius ved de skarpe hjørnene bør være mindre enn 0.5 millimeter. Generelt sett bør en utkastvinkel på 1 grad per tomme dybde brukes for å lette demonteringen av delene.
2.3 Forbedre tilkoblingen
Ideelt sett bør materialer blandes på molekylært nivå gjennom kjemiske bindinger. For å oppnå best mulig bindingseffekt bør kontakttemperaturen være nær materialets smeltepunkt.
Hvis kjemisk binding ikke er mulig, kan man bruke mekaniske sammenlåsende metoder. En annen metode er å teksturere basismaterialet, slik at harpiksen kan fylle hullene og gi vedheft.
3. Typer av overstøpematerialer
3.1 Termoplast
Termoplast er materialer som blir mer plastiske når de varmes opp og stivner når de avkjøles. Disse materialene kan brukes om igjen. De kan smeltes og formes om mange ganger uten kjemisk endring. Noen vanlige termoplaster inkluderer:
3.2 Polykarbonat (PC)
PC har utmerket slagfasthet og optisk klarhet. Vanlige bruksområder inkluderer skuddsikkert glass og beskyttelsesutstyr. I tillegg til å være sterkt og slitesterkt, motstår det også falming. PC ripes imidlertid lett. Det brytes også ned under lang UV-eksponering, for eksempel ved å gulne.
3.3 Polyetylen (PE)
Polyetylen (PE) har et svært bredt bruksområde, fra plastposer til høyfaste beholdere. Innen overstøping tilbyr variantene HDPE og LDPE mange valgmuligheter. De kan brukes til alt fra stive konstruksjoner til fleksible deler.
3.4 Polypropylen (PP)
Polypropylen (PP) har utmerket kjemisk motstand og mekaniske egenskaper. Vanlige bruksområder inkluderer bildeler, forbruksvarer og hengsler i boliger som trenger gjentatt bøying. Den kjemiske motstanden gjør den ideell for sanitærapplikasjoner. PP har imidlertid bare gjennomsnittlig UV-motstand. Den trenger stabilisatorer for utendørs bruk.
3.5 Akrylnitrilbutadienstyren (ABS)
ABS er en slitesterk og slitesterk termoplast med et bredt spekter av bruksområder i mange bransjer. Den har utmerket slagfasthet, god varmebestandighet og en glatt overflate. ABS er lett å støpe og male. Det er ideelt for utseendeforbedringer. Det motstår imidlertid ikke kjemikalier så godt.
3.6 Elastomerer
Hovedtrekket til elastomerer er deres elastisitet og myke tekstur. Derfor danner de ofte det ytre laget av harde plastprodukter. Følgende tre elastomerer brukes ofte i overstøping:
3.7 Termoplastisk polyuretan (TPU)
TPU er et allsidig materiale som kombinerer fordelene med gummi og plast. Det er slitesterkt, fleksibelt og slitesterkt. Det er ideelt for bruksområder som krever en myk berøring, for eksempel telefondeksler, tetninger og pakninger. Det motstår olje og fester seg godt til plast som PC og ABS. Det koster imidlertid mer.
3.8 Termoplastisk elastomer (TPE)
TPE er en klasse kopolymerer (vanligvis en blanding av plast- og gummipolymerer). Den kombinerer de mekaniske og termiske egenskapene til termoplast med elastisiteten til elastomerer. De er egnet for overstøpingsapplikasjoner som krever et mykt grep, for eksempel tannbørstehåndtak, verktøyhåndtak og personlig pleieprodukter.
3.9 Silikongummi
Silikon har utmerket varmebestandighet, fleksibilitet og isolasjon. I overstøping brukes silikon hovedsakelig til vanntette tetninger, isolasjon
kabler og elektroniske beskyttelseshus. Den fester seg godt til metall og noe plast. Den er ideell for medisinske produkter og kokekar som trenger høy temperaturbestandighet og sterilisering.
| Industri | Spesifikk applikasjon | Funksjoner oppnådd |
| Consumer Electronics | Stikkontaktdeksler | Bedre holdbarhet og sikkerhet |
| Pakninger | Utmerket tetningsytelse | |
| Overstøpte telefondeksler | Bedre grep og støtdemping | |
| Elektroniske hus | Beskyttelse mot miljøfaktorer | |
| Biler | Interiørdeler (dashbord, knotter) | Bra utseende, komfortabel følelse |
| Utvendige deler (støtfangere, lister) | Værbestandighet | |
| Medisinsk utstyr | Håndholdt støpeutstyr (skannere, kontrollere) | Ergonomisk design |
| Bærbare medisinske apparater | Komfortabel, slitesterk | |
| Sprøyter, pasientmonitorer | Sikkerhet og funksjon | |
| Laboratorieforbruksvarer, nåler, katetre, dilatatorer | Brukerkomfort, sikkerhet | |
| Myke knapper | Enklere betjening | |
| Industriellt utstyr | Verktøyhåndtak og grep | Bedre grep, mindre vibrasjon |
| Beskyttelsesdeksler | Mekanisk og miljømessig beskyttelse | |
| Forbruksvarer | Husholdningsapparater (håndtak, knotter) | Bedre brukervennlighet og design |
| Sportsutstyr (sykkelhåndtak, treningshåndtak) | Komfortabelt grep, slitesterkt | |
| Telekommunikasjon | Overstøpte kabler, overstøpte kontakter | Holdbarhet, isolasjon, stressavlastning |
4. Anvendelser av overstøping
Overstøping er en populær sprøytestøpeprosess. TPE er et vanlig brukt overstøpemateriale. Underlaget kan være et hvilket som helst materiale, fra plast til metall. Dette gjør overstøping til en viktig industriell prosess. De mange bruksområdene er listet opp nedenfor.
5. Fordeler med overstøping
For produsenter som bryr seg om design, grep og utseende, er overstøpte produkter svært attraktive. Prosesskostnaden er ikke høy. Etter år med forbedring er kundetilfredsheten også svært høy. Her er de viktigste fordelene med overstøping.
5.1 Mer holdbar
Overstøping legger til et lag med materiale for å beskytte hovedkomponentene og skjerme dem mot mekanisk belastning og miljøpåvirkninger. For eksempel kan tetningsdelene på vanntette kameraer blokkere støv og vann, og dermed beskytte de interne komponentene.
5.2 Det ser bedre ut og er også mer brukervennlig
Det kan skape en kontur som passer bedre til håndformen og et mykt håndtak, noe som gjør produktet enklere å bruke. For eksempel bruker kjøkkenapparater som blendere laminerte håndtak, som er mer komfortable å holde.
5.3 Spar mer materiale
To materialer smeltes sammen i samme form for å danne en integrert del. Hvis det gjøres separat, vil flere materialer bli brukt, og enda mer vil gå til spille i senere prosessering.
5.4 Flere integrerte funksjoner
Fjernkontrollen er laget med laminerte funksjonstaster som er følsomme og behagelige å trykke på. Det samme gjelder for elektroverktøy. Gripeområdet er laget av hardplast, noe som gjør dem mer stabile og enklere å bruke når de holdes.
5.5 har sterkere ytelse
Overstøping kan kombinere flere materialer for å produsere bedre komposittdeler enn de som er laget av ett enkelt materiale. For eksempel har kontrollkomponentene på bilens dashbord, etter å ha blitt laminert med myk plast, en bedre følelse og er mer slitesterke.
6. Begrensninger ved overstøping
6.1 Vesentlige sannsynlighetsspørsmål
Ikke alle materialer hefter godt. Hvis adhesjonen mellom lagene er utilstrekkelig, vil det føre til en svak binding. Sluttproduktet kan svikte under press på grunn av svak adhesjon.
6.2 Økt produksjonskompleksitet
Overstøping innebærer flere sprøytestøpingstrinn og kan bruke forskjellige materialer, noe som krever komplekse støpekonstruksjoner. Denne kompleksiteten fører til en lengre produksjonssyklus og krever dedikert utstyr.
6.3 Høyere startkostnad
På grunn av behovet for flere materiallagre og dedikerte kledningsformer for hvert materiale, er den opprinnelige kostnaden for denne prosessen relativt høy. Derfor er produksjonskostnaden per enhet også relativt høy.
6.4 Designbegrensninger
Overstøping har visse begrensninger på den geometriske formen og materialvalget til delene. På grunn av forskjeller i smeltepunkter og mekaniske egenskaper kan det hende at enkelte komplekse former eller materialkombinasjoner ikke er oppnåelige.
7. To-skuddsstøping og overstøping
To-støping og overstøping blir ofte forvekslet. Men de er ikke det samme.
Overstøping er vanligvis en totrinnsprosess. Først støpes et hardt underlag. Deretter plasseres underlaget i en annen form. Myk plast sprøytes inn for å dekke overflaten. Det kreves to former, eller to injeksjoner.
To-støping er en ett-trinns prosess. Den bruker én to-støpings injeksjonsmaskin og én roterende form. De to materialene injiseres etter hverandre i samme maskin. De dannes i én syklus. Det er ikke nødvendig med manuell håndtering av underlaget. Effektiviteten er høyere og konsistensen er god.
Enkelt sagt fokuserer overstøping på «myke fremfor harde» funksjoner, som grep og tetting. Two-shot molding fokuserer på effektivitet i «flerfarger i ett». Det passer til storskalaproduksjon.
8. Samstøping og overstøping
Samstøping er faktisk en type overstøping. Det er en gren av det. Funksjonene og bruksområdene deres er i utgangspunktet de samme. Forskjellen er at samstøping smelter to materialer sammen samtidig. Så det har materialkrav: smeltepunktene må være like, og bindingsegenskapene må samsvare.
Den vanligste kombinasjonen er et hardplastsubstrat med et gummilag. Imidlertid kan to lignende materialer også støpes sammen.
9. Hvilke muligheter bør en leverandør av overstøping ha?
En pålitelig leverandør av overstøping må først ha materialtilpasningskapasitet. De må vite hvilke harde og myke plasttyper som kan bindes. De må vite hvilke som trenger mekaniske låser. Dette unngår delaminering etter produksjon.
For det andre trenger de formdesign og produksjonskapasitet. Overstøping krever vanligvis to former, eller én to-skudds form. Det er høye krav til posisjoneringsnøyaktighet og utforming av løperen. Leverandøren må evaluere portposisjon, plastens strømningsbane og kjøleeffekt.
For det tredje trenger de prosesseringsutstyr. De trenger en to-støps injeksjonsmaskin eller matchende injeksjonsutstyr. De må kontrollere temperatur og trykk stabilt. Dette sikrer at underlaget og overstøpelaget bindes godt sammen.
For det fjerde trenger de kvalitetskontrollkapasitet. De trenger ISO-systemsertifisering. De trenger inspeksjonsutstyr som CMM og visjonsmålemaskiner. De må kontrollere bindingsstyrke, dimensjonsnøyaktighet og utseendefeil. Partiene må være sporbare.
Til slutt trenger de ingeniørstøtte. De må gi tilbakemeldinger fra DFM i designfasen. De hjelper kundene med å optimalisere struktur og materialvalg. De bør ikke vente til tegningen er ferdig med å gi tilbud.
10. Hvorfor velge NOBLE som din produsent av overstøping?
NOBLE tilbyr full støtte for overstøpingsprosjekter. Vi hjelper med designgjennomgang og materialtilpasning. Vi gir DFM-tilbakemeldinger for å forbedre deldesign. Vi bygger presisjonsformer for både substrat og overstøping. Vi håndterer manuell og to-shot overstøping. Vi tilbyr også in-line inspeksjon for å kontrollere bindingskvaliteten. Teamet vårt støtter små partier og masseproduksjon. Vi sporer hver del fra råmateriale til ferdig produkt. Dette oppfyller ISO 13485-kravene for medisinske prosjekter. Fra prototype til produksjon støtter vi hele prosessen.
FSpørsmål og svar om overstøping:
1. Hva er en støpeform, og hvordan fungerer den?
Formstøping er en totrinns sprøytestøpeprosess. Først støpes en basisdel av plast. Denne delen kalles substratet. Deretter plasseres basismaterialet i en annen form. Injiseres det andre materialet på den. Dette materialet er vanligvis myk plast eller gummi. Det vikler seg rundt substratet og danner et tynt ytre lag. Disse to materialene må kombineres på kjemisk eller mekanisk måte. Ellers vil det ytre laget flasse av. Den siste delen er hard inni, men myk utenpå.
2. Hvilke materialer kan brukes til å dekke listverk?
To materialer brukes til formreplikasjon. Basismaterialet er vanligvis hardplast, som ABS, PC, nylon, PBT eller PP. Det kan også være metall. Det øvre formlaget er vanligvis et mykt materiale, som TPE, TPU eller silikon. Disse to materialene må være kompatible. De trenger lignende smeltepunkter og gode klebeegenskaper. Noen kombinasjoner bindes kjemisk, som TPE og ABS. Andre krever mekaniske låser, som spor eller rifling, for å binde lagene sammen.
3. Hva er de viktigste fordelene med kompresjonsstøping?
Kompresjonsstøping har flere viktige fordeler. Det forbedrer grep og komfort, noe som gjør det til et flott verktøyhåndtak og medisinsk utstyr. Det forbedrer forseglings- og vanntettingsfunksjonene, og beskytter de indre komponentene mot påvirkning fra støv og fuktighet. Det kan også absorbere støt og vibrasjoner. Lamineringsstøping reduserer antall deler og monteringstrinn, noe som sparer arbeidskostnader. Det gir en tofarget design og en myk overflate. Den siste delen er mer holdbar fordi laget er godt festet og ikke lett å fjerne.
4. Hva er de vanlige designfeilene i overlay-støping?
Vanlige feil inkluderer skarpe hjørner og ujevn veggtykkelse. Skarpe hjørner kan forårsake spenningskonsentrasjon og sprekker. Ujevne vegger kan forårsake synkemerker eller svake områder. En annen feil er dårlig dørutforming. Hvis porten vender direkte mot underlaget, kan smelten skyve den bort fra sin posisjon. I tillegg kan det å ignorere materialkompatibilitet føre til delaminering. Til slutt vil det å glemme luftstrømvinkelen gjøre utkastet vanskelig. God design unngår skarpe hjørner, holder veggtykkelsen mellom 2 og 4 mm, og bruker en passende utkastvinkel.
5. Hvordan velge en passende leverandør av støpereplikasjon?
Let etter fire nøkkelegenskaper. For det første, materialtilpasning. Leverandører må vite hvilken hardplast og mykplast som binder seg godt. For det andre, formdesign og produksjon. De må ha erfaring med bruk av dual-mode og presis posisjonering. For det tredje, kvalitetskontroll. De bør ha ISO-sertifisering, CMM-utstyr og fullstendig sporbarhet. For det fjerde, teknisk støtte. En god leverandør vil gi DFM-tilbakemelding så tidlig som mulig for å optimalisere designet ditt, i stedet for bare å vente på det endelige tegningstilbudet.
