1. gjutning Processsteg
1.1 Materialval
Materialval är ett avgörande steg. De valda materialen måste uppfylla kraven på de fysiska egenskaperna både inuti och utsidan av produkten. Tänk på produktens avsedda användning, såsom ergonomi, komfort eller stötdämpningsprestanda, och om produkten behöver vara vattentät eller värmebeständig. Dessutom måste själva beläggningsmaterialet vara ordentligt sammanfogat för att förhindra separation efter gjutning.
1.2 Formdesign och tillverkning
Formkonstruktionen måste ta hänsyn till egenskaperna och tjockleken hos båda materialen. Detta skiljer sig från standardformkonstruktionen. Väggtjockleken ska vara enhetlig (högst 4 mm). Spjäll ska placeras vid den tjockaste väggsektionen. Flödesförhållandet ska ligga under 150/liter.
Liksom andra formsprutningsformar bearbetas övergjutningsformar med CNC-maskiner. De är tillverkade av hållbara metaller som stål eller aluminium. Detta hjälper dem att motstå tryck och temperatur under formsprutning.
1.3 Formsprutning Utrustning
Utrustningen är specialdesignad baserat på materialen och deras lagerordning. För övergjutning av två material kan utrustningen använda flera injektionsenheter. Dessa enheter är uppställda med en roterande form. Detta gör att varje injektionsmaskin kan injicera sitt eget material med precision.
Först injicerar formsprutmaskinen ett basmateriallager. Efter kylning bildas ett styvt, övergjutet substrat. Sedan tillsätter en annan formsprutmaskin material ovanpå. I vissa fall tillverkas substratet separat i en formsprutmaskin. Därefter injiceras elastomerskiktet.
1.4 Popping och Checking
När formningen är klar, ta ut delarna ur formen. Därefter utförs en omfattande inspektion av delarna för att upptäcka defekter såsom ofullständig bindning, bubblor eller ytdefekter.
1.5 Efterbehandling
Denna process resulterar slutligen i en solid komponent, som är en kombination av alla injicerade material. Denna komponent kan dock kräva viss efterbehandling. Till exempel avlägsnande av överflödigt material, polering för att förbättra ytfinishen eller ytterligare härdning för att förbättra materialets prestanda. Målet är att uppnå önskad estetisk tilltalande och funktionella egenskaper för de övergjutna komponenterna.
2. Tips för design av övergjutning
2.1 Förstå materialets egenskaper
Kärnkonceptet inom gjutningsteknik är att designa plastdelar med de erforderliga egenskaperna. Därför bör materialvalet baseras på detta. Materialets kompatibilitet och fysikaliska egenskaper, såsom smältpunkt och expansionskoefficient, måste dock också beaktas.
Eftersom de två materialen är olika kan deras smältpunkter och expansionskoefficienter också vara olika. Vissa hartser krymper under sedimenteringsprocessen, vilket leder till vridning. För att undvika denna situation rekommenderas det att använda ett kärnmaterial (basmaterial) med en böjmodul och smältpunkt som båda är högre än hjälpmaterialets.
Tjockleken är också mycket viktig. Ett tjockare elastomerlager (TPE) kan ge bättre stötdämpning och flexibilitet. Tvärtom känns ett tunnare elastomerlager hårdare och är ett idealiskt val för att tillverka förstärkande ribbstrukturer.
2.2 Optimera geometrin hos delar och formar
Formkonstruktionen måste kunna formsprutas flera gånger för att säkerställa en jämn väggtjocklek på mellan 2 och 4 millimeter. Undvik att använda djupa ribbor och skarpa hörn för att minska spänningskoncentrationen och underlätta flödet av smält material.
Den maximala radien vid de skarpa hörnen bör vara mindre än 0.5 millimeter. Generellt sett bör en utformningsvinkel på 1 grad per tum djup användas för att underlätta urgjutning av delar.
2.3 Förbättra anslutningen
Helst bör material blandas på molekylär nivå genom kemiska bindningar. För att uppnå bästa bindningseffekt bör kontakttemperaturen vara nära materialets smältpunkt.
Om kemisk bindning inte är möjlig kan mekaniska sammankopplingsmetoder användas. En annan metod är att texturera basmaterialet, vilket gör att hartset kan fylla i luckorna för att ge vidhäftning.
3. Typer av övergjutningsmaterial
3.1 Termoplaster
Termoplaster är material som blir mer plastiska när de upphettas och hårdnar när de kyls ner. Dessa material kan återanvändas. De kan smältas och omformas många gånger utan kemisk förändring. Några vanliga termoplaster inkluderar:
3.2 Polykarbonat (PC)
PC har utmärkt slagtålighet och optisk klarhet. Vanliga användningsområden inkluderar skottsäkert glas och skyddsutrustning. Förutom att vara starkt och hållbart motstår det även blekning. PC repas dock lätt. Det bryts också ner under lång UV-exponering, till exempel genom att gulna.
3.3 Polyeten (PE)
Polyeten (PE) har ett mycket brett användningsområde, från plastpåsar till höghållfasta behållare. Inom övergjutning erbjuder dess varianter HDPE och LDPE många valmöjligheter. De kan användas för applikationer från styva strukturer till flexibla delar.
3.4 Polypropylen (PP)
Polypropylen (PP) har utmärkt kemisk resistens och mekaniska egenskaper. Vanliga tillämpningar inkluderar bildelar, konsumtionsvaror och gångjärn som behöver böjas upprepade gånger. Dess kemiska resistens gör den idealisk för sanitära tillämpningar. PP har dock endast genomsnittlig UV-resistens. Den behöver stabilisatorer för utomhusbruk.
3.5 Akrylnitrilbutadienstyren (ABS)
ABS är en tuff och hållbar termoplast med ett brett användningsområde inom många branscher. Den har utmärkt slagtålighet, god värmebeständighet och en slät yta. ABS är lätt att forma och måla. Det är idealiskt för ytbehandling. Det är dock inte särskilt motståndskraftigt mot kemikalier.
3.6 Elastomerer
Elastomerernas huvudsakliga egenskap är deras elasticitet och mjuka textur. Därför utgör de ofta det yttre lagret på hårda plastprodukter. Följande tre elastomerer används ofta vid övergjutning:
3.7 Termoplastisk polyuretan (TPU)
TPU är ett mångsidigt material som kombinerar fördelarna med gummi och plast. Det är hållbart, flexibelt och slitstarkt. Det är idealiskt för applikationer som kräver en mjuk beröring, såsom telefonfodral, tätningar och packningar. Det motstår olja och fäster bra med plaster som PC och ABS. Det är dock dyrare.
3.8 Termoplastisk elastomer (TPE)
TPE är en klass av sampolymerer (vanligtvis en blandning av plast- och gummipolymerer). Den kombinerar de mekaniska och termiska egenskaperna hos termoplaster med elasticiteten hos elastomerer. De är lämpliga för övergjutningsapplikationer som kräver ett mjukt grepp, såsom tandborsthandtag, verktygshandtag och hygienprodukter.
3.9 Silikongummi
Silikon har utmärkt värmebeständighet, flexibilitet och isolering. Vid övergjutning används silikon främst för vattentäta tätningar, isolering
kablar och elektroniska skyddshöljen. Den fäster bra med metall och vissa plaster. Den är idealisk för medicinska produkter och köksredskap som behöver hög temperaturbeständighet och sterilisering.
| Industry | Specifik applikation | Uppnådda funktioner |
| Hemelektronik | Eluttagskåpor | Bättre hållbarhet och säkerhet |
| Packningar | Utmärkt tätningsprestanda | |
| Övergjutna telefonskal | Bättre grepp och stötdämpning | |
| Elektroniska höljen | Skydd mot miljöfaktorer | |
| Bil | Interiördelar (instrumentbrädor, vred) | Snyggt utseende, bekväm känsla |
| Exteriöra delar (stötfångare, lister) | Väderbeständighet | |
| Medicintekniska produkter | Handhållen gjutningsutrustning (skannrar, styrenheter) | Ergonomisk design |
| Bärbara medicinska apparater | Bekväm, hållbar | |
| Sprutor, patientmonitorer | Säkerhet och funktion | |
| Laboratorieförbrukningsartiklar, nålar, katetrar, dilatatorer | Användarkomfort, säkerhet | |
| Mjuka knappar | Enklare drift | |
| Industriell utrustning | Verktygshandtag och grepp | Bättre grepp, mindre vibrationer |
| Skyddsöverdrag | Mekaniskt och miljöskydd | |
| Konsumtionsvaror | Hushållsapparater (handtag, knoppar) | Bättre användbarhet och design |
| Sportartiklar (cykelhandtag, fitnesshandtag) | Bekvämt grepp, hållbart | |
| Telekommunikationer | Övergjutna kablar, övergjutna kontakter | Hållbarhet, isolering, stressavlastning |
4. Tillämpningar av övergjutning
Övergjutning är en populär formsprutningsprocess. TPE är ett vanligt förekommande övergjutningsmaterial. Substratet kan vara vilket material som helst, från plast till metall. Detta gör övergjutning till en viktig industriell process. Dess många tillämpningar listas nedan.
5. Fördelar med övergjutning
För tillverkare som bryr sig om design, grepp och utseende är övergjutna produkter mycket attraktiva. Processkostnaden är inte hög. Efter åratal av förbättringar är kundnöjdheten också mycket hög. Här är de viktigaste fördelarna med övergjutning.
5.1 Mer hållbar
Övergjutning lägger till ett lager av material för att skydda huvudkomponenterna och skydda dem från mekanisk stress och miljöpåverkan. Till exempel kan tätningsdelarna på vattentäta kameror blockera damm och vatten, vilket skyddar de interna komponenterna.
5.2 Det ser bättre ut och är också mer användarvänligt
Det kan skapa en kontur som bättre passar handformen och ett mjukt handtag, vilket gör produkten lättare att använda. Till exempel använder köksapparater som mixers laminerade handtag, vilka är bekvämare att hålla i.
5.3 Spara mer material
Två material smälts samman i samma form till en integrerad del. Om det görs separat kommer mer material att användas, och ännu mer kommer att gå till spillo vid efterföljande bearbetning.
5.4 Fler integrerade funktioner
Fjärrkontrollen har mjuka knappar formade genom laminering, vilka är känsliga och bekväma att trycka på. Detsamma gäller för elverktyg. Greppytan är tillverkad av hårdplast, vilket gör dem mer stabila och lättare att använda när de hålls.
5.5 har starkare prestanda
Övergjutning kan kombinera flera material för att producera bättre kompositdelar än de som är gjorda av ett enda material. Till exempel har kontrollkomponenterna på en bils instrumentbräda, efter att ha laminerats med mjuk plast, en bättre känsla och är mer slitstarka.
6. Begränsningar med övergjutning
6.1 Substantiva sannolikhetsfrågor
Inte alla material fäster bra. Om vidhäftningen mellan lagren är otillräcklig leder det till en svag bindning. Slutprodukten kan gå sönder under tryck på grund av svag vidhäftning.
6.2 Ökad tillverkningskomplexitet
Övergjutning innebär flera formsprutningssteg och kan använda olika material, vilket kräver komplexa formkonstruktioner. Denna komplexitet leder till en förlängd produktionscykel och kräver dedikerad utrustning.
6.3 Högre initialkostnad
På grund av behovet av flera materiallager och dedikerade beklädnadsgjutformar för varje material är den initiala kostnaden för denna process relativt hög. Därför är även produktionskostnaden per enhet relativt hög.
6.4 Designbegränsningar
Övergjutning har vissa begränsningar för delarnas geometriska form och materialval. På grund av skillnader i smältpunkter och mekaniska egenskaper kan vissa komplexa former eller materialkombinationer vara omöjliga att uppnå.
7. Tvåstegsgjutning och övergjutning
Tvåstegsgjutning och övergjutning förväxlas ofta. Men de är inte samma sak.
Övergjutning är vanligtvis en tvåstegsprocess. Först gjuts ett hårt substrat. Sedan placeras substratet i en annan form. Mjuk plast sprutas in för att täcka ytan. Det krävs två formar, eller två injektioner.
Tvåstegsgjutning är en process i ett steg. Den använder en tvåstegsinsprutningsmaskin och en roterande form. De två materialen injiceras efter varandra i samma maskin. De formas i en cykel. Det krävs ingen manuell hantering av substratet. Effektiviteten är högre och konsistensen är god.
Enkelt uttryckt fokuserar övergjutning på "mjuka framför hårda" funktioner, som grepp och tätning. Tvåstegsgjutning fokuserar på effektivitet "flerfärg i ett". Det passar för storskalig produktion.
8. Samgjutning och övergjutning
Samgjutning är egentligen en typ av övergjutning. Det är en gren av det. Deras egenskaper och användningsområden är i princip desamma. Skillnaden är att samgjutning smälter två material samtidigt. Så det har materialkrav: smältpunkterna måste vara nära varandra och bindningsegenskaperna måste matcha.
Den vanligaste kombinationen är ett hårdplastsubstrat med ett gummilager. Två liknande material kan dock också samgjutas.
9. Vilka funktioner bör en leverantör av övergjutningsprodukter ha?
En pålitlig leverantör av övergjutningsmaterial måste först ha materialmatchningskapacitet. De måste veta vilka hårda och mjuka plaster som kan bindas. De måste veta vilka som behöver mekaniska lås. Detta undviker delaminering efter produktion.
För det andra behöver de kapacitet för formdesign och tillverkning. Övergjutning kräver vanligtvis två formar, eller en tvåstegsform. Det har höga krav på positioneringsnoggrannhet och löparens design. Leverantören måste utvärdera grindens position, plastens flödesväg och kyleffekten.
För det tredje behöver de kapacitet för bearbetningsutrustning. De behöver en tvåstegsinjektionsmaskin eller matchande injektionsutrustning. De måste stabilt kontrollera temperatur och tryck. Detta säkerställer att substratet och det övergjutna lagret binder ordentligt.
För det fjärde behöver de kapacitet för kvalitetskontroll. De behöver ISO-systemcertifiering. De behöver inspektionsutrustning som CMM och visionsmätmaskiner. De måste kontrollera bindningsstyrka, dimensionsnoggrannhet och utseendefel. Batcher måste vara spårbara.
Slutligen behöver de teknisk support. De måste ge feedback från DFM (Defensive Management System) under designfasen. De hjälper kunderna att optimera struktur och materialval. De bör inte vänta tills ritningen är klar med att ge en offert.
10. Varför välja NOBLE som er tillverkare av övergjutningslister?
NOBLE erbjuder fullständigt stöd för övergjutningsprojekt. Vi hjälper till med designgranskning och materialmatchning. Vi ger DFM-feedback för att förbättra deldesignen. Vi bygger precisionsformar för både substrat och övergjutning. Vi hanterar manuell och tvåstegs övergjutning. Vi erbjuder även in-line-inspektion för att kontrollera bindningskvaliteten. Vårt team stöder små serier och massproduktion. Vi spårar varje del från råmaterial till färdig produkt. Detta uppfyller ISO 13485-kraven för medicinska projekt. Från prototyp till produktion stöder vi hela processen.
FFrågor om övergjutning:
1. Vad är en formgjutning och hur fungerar det?
Formgjutning är en formsprutningsprocess i två steg. Först gjuts en grunddel av plast. Denna del kallas substrat. Sedan placeras basmaterialet i en annan form. Injicera det andra materialet på den. Detta material är vanligtvis mjuk plast eller gummi. Det lindas runt substratet och bildar ett tunt yttre lager. Dessa två material måste kombineras med kemiska eller mekaniska metoder. Annars kommer det yttre lagret att lossna. Den sista delen är hård inuti men mjuk utanpå.
2. Vilka material kan användas för att täcka listverk?
Två material används för formhackning. Basmaterialet är vanligtvis hårdplast, såsom ABS, PC, nylon, PBT eller PP. Det kan också vara metall. Det övre formlaget är vanligtvis ett mjukt material, såsom TPE, TPU eller silikon. Dessa två material måste vara kompatibla. De behöver liknande smältpunkter och goda vidhäftningsegenskaper. Vissa kombinationer binds kemiskt, såsom TPE och ABS. Andra kräver mekaniska lås, såsom slitsning eller räffling, för att binda samman lagren.
3. Vilka är de främsta fördelarna med formpressning?
Kompressionsgjutning har flera viktiga fördelar. Det förbättrar grepp och komfort, vilket gör det till ett utmärkt verktygshandtag och medicinteknisk produkt. Det förbättrar tätnings- och vattentäthetsfunktionerna och skyddar de interna komponenterna från damm och fukt. Det kan också absorbera stötar och vibrationer. Lamineringsgjutning minskar antalet delar och monteringssteg, vilket sparar arbetskostnader. Det möjliggör en tvåfärgad design och en mjuk yta. Den sista delen är mer hållbar eftersom lagret är ordentligt bundet och inte lätt att skala av.
4. Vilka är de vanligaste designfelen vid övergjutning?
Vanliga misstag inkluderar vassa hörn och ojämn väggtjocklek. Vassa hörn kan orsaka spänningskoncentration och sprickbildning. Ojämna väggar kan orsaka insjunkningar eller svaga områden. Ett annat misstag är dålig dörrlayout. Om porten är direkt vänd mot underlaget kan smältan trycka bort den från sin position. Dessutom kan det leda till delaminering om man ignorerar materialkompatibilitet. Slutligen kommer det att försvåra utkastningen att glömma luftflödesvinkeln. Bra design undviker vassa hörn, håller väggtjockleken mellan 2 och 4 mm och använder en lämplig dragvinkel.
5. Hur väljer man en lämplig leverantör av formreplikering?
Leta efter fyra nyckelfunktioner. För det första, materialmatchning. Leverantörer måste veta vilken hårdplast och vilken mjukplast som binder bra. För det andra, formdesign och tillverkning. De behöver ha erfarenhet av att använda dual-mode och exakt positionering. Det tredje är kvalitetskontroll. De bör ha ISO-certifiering, CMM-utrustning och fullständig spårbarhet. För det fjärde, tekniskt stöd. En bra leverantör kommer att ge feedback från DFM så tidigt som möjligt för att optimera din design, snarare än att bara vänta på den slutliga ritningsofferten.
