Освоение сложных деталей: овермолдинг и инсерт-молдинг в литье под давлением

Для массового производства простых деталей есть мало производственных процессов более подходящих, чем литье под давлением, самый широко используемый пластиковый производственный процесс в мире. Литье под давлением используется для изготовления всего — от пищевой упаковки до авиационных деталей, в то время как его скорость и рентабельность — особенно в серии — делают его топовым выбором многих производителей.

Однако есть ограничения базового процесса литья под давлением. Габариты литейной машины ограничивают размер литых деталей, и сам процесс — в котором расплавленный пластик принудительно вдавивается в металлическую форму — накладывает геометрические ограничения, которые можно было бы обойти процессом вроде 3D-печати или даже ЧПУ-обработки.

Более того, литье под давлением обычно подходит только для простых пластиковых деталей, которые нужно делать в огромных количествах.

То есть, если мы не используем процесс овермолдинга или инсерт-молдинга для создания сложных, многослойных литых деталей. Эта статья смотрит на то, как работает овермолдинг и для чего он может быть использован, давая вам представление о том, могли бы вы включить овермолдинг в свой производственный цикл.

Что такое овермолдинг?

Как следует из названия, овермолдинг — производственный процесс, в котором базовый процесс литья под давлением выполняется поверх другой литой компоненты.

Та другая литая компонента, известная как субстрат, помещается внутри металлической формы. Так что когда мы впрыскиваем расплавленный пластик в форму, жидкий материал окружает субстрат или каким-то образом прикрепляется к нему. Когда расплавленный пластик остывает, мы получаем сложную деталь, состоящую из двух компонентов: субстрата и нововпрыскиваемого пластика поверх него.

Овермолдинг позволяет производителю создать литую деталь, состоящую из более чем одного материала, без необходимости вручную собирать две или более отдельные компоненты.

Зачем использовать овермолдинг?

Овермолдинг — идеальное решение во многих производственных ситуациях. Для недорогих, массово производимых деталей, требующих двух (или более) компонентов из разных материалов, овермолдинг часто быстрее и дешевле ручной сборки множественных компонентов.

И во многих случаях овермолдинг позволяет дизайны, которые невозможно собрать вручную. (Например, впрыскивание второго материала внутри частично полой пластиковой компоненты.)

Овермолдинг может быть идеален в следующих ситуациях:

• Впрыскивание резины над жестким пластиковым субстратом
• Впрыскивание жесткого пластика над жестким пластиковым субстратом
• Впрыскивание резины над металлическим субстратом (инсерт-молдинг)
• Впрыскивание жесткого пластика над металлическим субстратом (инсерт-молдинг)

Овермолдинг против инсерт-молдинга

Овермолдинг и инсерт-молдинг — очень похожие процессы. Оба включают впрыскивание расплавленного пластика над другим материалом для создания многослойной, многокомпонентной детали.

Разница лежит в субстрате — компоненте, над которым добавляется новый материал.

С овермолдингом субстрат всегда сам является литой компонентой. Так что процесс овермолдинга по сути состоит из двух последовательных раундов литья под давлением (используя две отдельные металлические формы). Сначала субстрат создается в своей собственной форме; затем овермолдинг выполняется над ранее литым субстратом в другой форме.

Инсерт-молдинг отличается. С инсерт-молдингом субстрат не должен быть литой компонентой. Это может быть, например, механически обработанная металлическая компонента, и процесс литья может быть использован для добавки пластика или резины к металлической компоненте.

Примерные применения овермолдинга

Резина над жестким пластиком

Добавка резиновых компонентов к пластику — распространенный процесс в производстве потребительских продуктов и широко используется для добавки мягких, приклеивающихся рукояток к деталям. Зубные щетки, например, часто делаются с использованием овермолдинга, с резиновым участком рукояти, добавленным к жесткому пластиковому стеблю.

Жесткий пластик над жестким пластиком

Комбинирование двух разных жестких пластиков полезно для создания многоцветных деталей или деталей с частично прозрачными участками. Детские игрушки, состоящие из двух или более цветных пластиковых секций, часто делаются с овермолдингом.

Резина над металлом

Инсерт-молдинг идеален для добавки резинового компонента к предварительно сформированной металлической детали. Это может быть полезно для добавки рукояти, или даже герметичной прокладки или уплотнения к металлической детали. Резина также может действовать как амортизатор ударов.

Жесткий пластик над металлом

Инсерт-молдинг с жестким пластиком широко используется в производстве продуктов вроде ручных инструментов и бритв безопасности, где твердая пластиковая рукоятка литуется вокруг металлической рабочей части или лезвия для эргономических причин.

Совместимость материалов и сцепление при овермолдинге

Цель овермолдинга и инсерт-молдинга — создать сложную деталь, чьи компоненты каким-то образом запечатаны вместе. Если два материала легко разделяются друг от друга, то овермолдинг не удался.

Однако есть два основных способа, которыми субстрат и материал овермолдинга могут быть сцеплены вместе.

Один способ — химическое сцепление, которое включает слияние материала овермолдинга с и прилипание к материалу субстрата. Химическое сцепление возможно только если два материала химически совместимы, как TPU (резина) над ABS (жесткий пластик), но позволяет большой степень дизайнерской свободы.

Если материал субстрата и материал овермолдинга не химически совместимы, их все еще можно сцепить, если инженер проектирует механическое сцепление для детали. Механическое сцепление может принимать форму подреза или обратного конуса в субстрате: как только материал овермолдинга течет вокруг и под подрез, он блокируется на месте и не может отделиться от субстрата.

Фактически, механические сцепления — уникальная дизайнерская особенность овермолдинга и инсерт-молдинга. Полностью замкнутое, зацепляющееся соединение между двумя компонентами часто невозможно достичь с ручной сборкой. (Если только, например, резиновый компонент не растянут вокруг или сжат в твердую компоненту.)

Овермолдинг с 3ERP

3ERP имеет много лет опыта в литье под давлением и может выполнять проекты овермолдинга и инсерт-молдинга всех форм и размеров.

Свяжитесь с нами для бесплатного расчета стоимости.