A betétes öntés a mai gyártás fontos technológiája. Fém vagy más elemek műanyaghoz való rögzítésére használják. Az eljárás egységes, szívós és erős alkatrészt kínál. A lépésről lépésre történő technika alternatívájaként, amikor a darabokat a formázás után össze kell szerelni, az insert molding technika összeolvasztja őket. Ez munka- és időmegtakarítást eredményez, és javítja a termék minőségét.

Kína mamut a betétformázásban. Költséghatékony termelést biztosít. Az országban magas szintű gyárak és szakképzett munkaerő jött létre. Kína minden célra alkalmas anyagok gyártója. Vezeti a globális termelést.

Ez az írás a betétformázást, annak folyamatát, betétfajtáit, anyagait, kialakítását, a rendelkezésre álló irányelveket, használatát, előnyeit és a mai gyártásban alkalmazott formázási eljárásokkal való összehasonlítását tárgyalja.

Mi az a betétformázás?

A betétes öntés a műanyag öntés egyik folyamata. Egy összeszerelt alkatrészt, általában egy fém alkatrészt, egy formába helyeznek. A következő lépésben olvasztott műanyagot fecskendeznek köré. Amikor a műanyag megkeményedik, a műanyag betét a végtermék részévé válik. A technikát az elektronikai és az autóiparban, valamint az orvostechnikai berendezések gyártásában is alkalmazzák.

A betétformázás nagy előnye a szilárdság és a stabilitás. A fémbetétes műanyag alkatrészek mechanikai szilárdság szempontjából erősebbek. Emellett menetesek és az idő előrehaladtával kevésbé kopnak. Ez különösen lényeges azoknál az alkatrészeknél, amelyeket sokszor kell csavarozni vagy csavarozni.

A betétek típusai

A betétformázáshoz használt betétek különböző fajtákból állnak, amelyeket a célnak megfelelően használnak.

Fém betétek

A fémbetétek a legelterjedtebbek. Ezek vagy acélból, sárgarézből vagy alumíniumból készülnek. Ezeket a menetes furatokon használják szerkezeti vagy mechanikai szilárdság érdekében.

Elektronikus betétek

A műanyag formába önthető elektronikus alkatrészek közé tartoznak az érzékelők, csatlakozók vagy kis áramkörök. Ez garantálja biztonságukat és az összeszerelési folyamatok csökkentését.

Egyéb anyagok

A betétek egy része kerámiából vagy kompozitból készül, hogy speciális célokra lehessen felhasználni. Ezeket olyan esetekben használják, amikor hőállóságra vagy szigetelésre van szükség.

A megfelelő betét kiválasztása

A döntés az alkatrész szerepétől és a műanyag típusától függ. A legfontosabbak a kompatibilitás, a szilárdság és a tartósság.

A betétes öntési folyamat

Az egylépcsős öntés során egy fém vagy más elemet egy műanyag szerszámba foglalnak. A betétet a végső termékbe helyezik. Ez egy erősebb és gyorsabb folyamat az ezt követő alkatrész-összeszereléshez képest.

A betét előkészítése

A betétet leöblítjük, hogy az összes szennyeződést, zsírt vagy rozsdát eltávolítsuk. Alkalmanként bevonják vagy rögösítik is, hogy a műanyaghoz ragadjon. A 65-100 °C-ra előmelegített forró műanyag nem teszi tönkre.

A betét elhelyezése

A betétet nagy gondossággal helyezzük a formába. A nagy gyárakba robotok tudják behelyezni. Tüskék vagy bilincsek tartják szilárdan. A jobbra helyezés megakadályozza az elmozdulást a formázás során.

Műanyag befecskendezése

Ez úgy történik, hogy az olvadt műanyagot a betét köré fecskendezik. Hőmérsékletük 180 és 343 °C között van. A nyomás 50-150 MPa. Ahhoz, hogy erős legyen, a tartási nyomásnak 5-60 másodpercig kell tartania.

Hűtés

Ez a műanyag megszilárdulása. A kisebb alkatrészek 10-15 másodpercig, a nagyobb alkatrészek pedig 60 másodpercig vagy annál tovább tartanak. A felmelegedést hűtőcsatornák akadályozzák meg.

Az alkatrész kidobása

Az öntőforma és a kilökőcsapok kiszorítják az alkatrészt. Ezután következhet egy kis utómunka vagy trimmelés.

Fontos pontok

A fém és a műanyag tágulása nem azonos. Az előmelegítés és az állandóan szabályozott szerszámhőmérséklet csökkenti a feszültséget. Ezt a modern gépeken érzékelők használatával érik el, hogy a nyomás és a hőmérséklet tekintetében egyenletes eredményeket érjenek el.

Kulcsparaméterek:

A formálandó közös injekciók típusai 

A fröccsöntésben alkalmazott betétek különböző típusai léteznek, és a felhasználáson alapulnak. Mindegyik típus hozzájárul a végső alkatrész szilárdságához és teljesítményéhez.

Menetes fémbetétek

A menetes betétek lehetnek acélból, sárgarézből vagy alumíniumból. Lehetővé teszik a többszöri csavarozás és csavarozás lehetőségét anélkül, hogy a műanyag eltörne. Ez utóbbi gyakori az autókban, háztartási készülékekben és az elektronikában.

Press-Fit betétek

A sajtolt betétek olyanok, amelyek minden további rögzítés nélkül kerülnek beépítésre egy öntött alkatrészbe. Ahogy a műanyag lehűl, a betétet megtartja és nagyon jól és erőteljesen stabilizálja.

Heat-Set betétek

Ezt követi a hőre keményedő betétek készítése. Amikor hagyjuk kihűlni, a forró betét bizonyos mértékig összeolvad a környező műanyaggal, és nagyon erős kötést hoz létre. Ezeket általában hőre lágyuló műanyagoknál, pl. nejlonban használják.

Ultrahangos betétek

A vibrációban ultrahangos betéteket helyeznek el. A műanyag megolvad a betétet körülvevő régióban, és megkeményedik, hogy szoros illeszkedést hozzon létre. Ez egy precíz és gyors módszer.

A megfelelő betét kiválasztása

A jobb és a bal oldali választása a műanyag típusától, az alkatrész kialakításától és a várható terheléstől függ. A fémbetétek kiválasztása a szilárdság alapján történt, a speciális betétek, mint például a hőre keményedő betétek és az ultrahangos betétek pedig a pontosság és a tartósság alapján kerültek értékelésre.

Tervezési szabályok a betétes fröccsöntés iparában

A fröccsöntéssel beillesztendő alkatrészek kialakítását megfelelően meg kell tervezni. A pontos tervezés biztosítja a nagyfokú kötést, pontosságot és tartósságot.

Betét elhelyezése

A betéteket olyan helyre helyezzük be, ahol a műanyag jó helyzetben lesz, hogy megtámasztja őket. Nem szabad nagyon közel kerülniük a falakhoz vagy vékony élekhez, mert ez repedésekhez vagy vetemedéshez vezethet.

Műanyag vastagság

Mindig ügyeljen arra, hogy a betétet körülvevő falak azonos vastagságúak legyenek. A hirtelen vastagságváltozás miatt egyenlőtlen lehűlés és zsugorodás tapasztalható. A betét jellemzően 2-5 mm vastagságú, ami a szilárdság és a stabilitás szempontjából elegendő.

Anyag kompatibilitás

Vegyünk műanyagot, és töltsük meg ragasztóanyagokkal. Ilyen például a nejlon, amely sárgaréz vagy rozsdamentes acél betétekkel használható. Kerülni kell a túlzott hő hatására kialakuló keverékeket.

Formakialakítás

Adjon hozzá egy jó kapupozíciót és hűtési intézkedéseket a formához. A műanyagnak szabadon kell tudnia mozogni a betét körül, és nem szabad, hogy a levegő beszoruljon. A hőmérsékletet csatornák stabilizálják, és megakadályozzák a vetemedést.

Toleranciák

A konstrukció betételemeinek helyes tűrései. Csak egy kis, 0,1-0,3 mm-es hézag szükséges ahhoz, hogy a betét tökéletesen illeszkedjen, anélkül, hogy laza vagy kemény lenne.

Megerősítő jellemzők

A betétet bordákkal, domborulatokkal, vagy kötőelemekkel kell alátámasztani. Használatuk esetén ezek a tulajdonságok széles körben eloszlanak, ezáltal megakadályozzák a betétek repedését vagy elmozdulását.

Nem megfelelő overmold anyagok a betétes fröccsöntési eljáráshoz

Az ideális eljárás a betétes öntés; a műanyag azonban könnyen megolvad és könnyen áramlik az öntési folyamat során. A műanyagot a betéthez is rögzíteni kell, hogy robusztus alkatrész jöjjön létre. A hőre lágyuló műanyagokat részesítik előnyben, mivel ezek rendelkeznek a megfelelő olvadási és áramlási jellemzőkkel.

Sztirol Akrilnitril-butadién-sztirol sztirol

Az ABS nem csak méretre szabható, de könnyen megmunkálható is. A legjobban alkalmazható a szórakoztatóelektronikai termékek között, amelyek nagyfokú pontosságot és stabilitást igényelnek.

Nylon (poliamid, PA)

A nejlon erős és rugalmas. Általában fémbetétekkel hegesztik egy szerkezeti árucikkhez, pl. autóipari konzolokhoz vagy építőelemekhez.

Polikarbonát (PC)

A polikarbonát nem csak repedésmentes, hanem strapabíró is. Leginkább az elektronikai burkolatok és orvosi berendezések, valamint más, tartósságot igénylő berendezések ellátásában alkalmazható.

Poliéter-éter-keton (PEEK)

A PEEK versenyelőnye a hő- és vegyi anyagokkal szemben. Alkalmazható lenne a nagy teljesítményű mérnöki, űrkutatási és orvosi területeken.

Polipropilén (PP)

A polipropilén nem viszkózus, és nem reagál nagyszámú vegyszerre sem. Használják háztartási és fogyasztási cikkeknél, valamint autóalkatrészeknél.

Polietilén (PE)

A polietilén olcsó és rugalmas. Elsődleges felhasználási területe a világítás, pl. csomagolás vagy védőtok.

Termoplasztikus poliuretán (TPU) és termoplasztikus elasztomer (TPE)

A TPU és a TPE gumiszerű, puha és rugalmas. Tökéletesen alkalmasak markolatok, tömítések vagy ütéscsillapítást igénylő alkatrészek átformázására.

A megfelelő anyag kiválasztása

Az overmold anyagának kiválasztását az alkatrész funkcionalitása, a betét feladata és működése határozza meg. A szükséges szilárdság és rugalmasság biztosítása mellett jó folyású műanyagnak kell lennie a betétet összekötő kötésnek is.

Alkatrészgeometria és betét elhelyezése:

 Ez a funkció minden alkatrészre vonatkozik.

 Alkatrészgeometria és betét elhelyezése:

 Ez a funkció bármely alkatrészre alkalmazható.

A betét megtartása az alkatrész alakjától függ. A betét elhelyezésének olyannak kell lennie, hogy megfelelő műanyag legyen körülötte. Nem szabad, hogy a biztosítás túl közel legyen az élekhez vagy a keskeny falakhoz, mivel ez megrepedhet vagy elhajolhat.

A betétet körülvevő műanyagnak sima vastagságúnak kell lennie. A vastagság hirtelen változása nem egyenletes lehűlést vagy összehúzódást eredményezhet. A betét esetében a szilárdság és a stabilitás szempontjából elegendő a normál 2-5 mm-es műanyag.

A betét alátámasztására használható tervezési jellemzők a bordák, a domborulatok és a fugák. Ahogyan használják, segítenek a feszültség eloszlásában és a mozgás gátlásában. Ha a betétet helyesen szerelték be, biztosak lehetünk abban, hogy az alkatrész a helyén van, és hogy az alkatrész hatékonyan működik.

A hőre lágyuló műanyagok műszaki összehasonlítása betétes öntéshez

A betétformázás előnyei

Erős és tartós alkatrészek

A betétes öntési folyamat során a műanyag és a fém egyetlen egységgé egyesül. Ez teszi az alkatrészeket szívóssá, robosztussá, és újra és újra felhasználhatóvá.

Csökkentett összeszerelés és munka

A betétet a műanyagba illesztjük, és további összeszerelésre nincs szükség. Ez időt és munkaerőt takarít meg, és csökkenti az összeszerelés során elkövetett hibák lehetőségét.

Precizitás és megbízhatóság

A betétet szilárdan rögzítik az öntvényhez. Ez garantálja, hogy a méretek azonosak maradnak, és hogy a mechanikai szilárdság megnő, ami növeli az alkatrészek megbízhatóságát.

Tervezési rugalmasság

Az összetett minták gyártása a betétformázás segítségével nehezen lenne kivitelezhető hagyományos összeszereléssel. Lehetőség van arra, hogy a fém és a műanyag újszerű kombinációban kerüljön felhasználásra a funkcionális követelmények teljesítése érdekében.

Költséghatékonyság

A betétes öntés csökkenti az anyagpazarlást, valamint a nagy mennyiségű gyártás esetén az összeszerelési költségeket is. Javítja a termékek hatékonyságát és általános minőségét, ezért hosszú távon költséghatékony.

A betétformázás alkalmazásai

Autóipar

Az autóipar tipikus alkalmazása a betétes öntvény. A műanyag alkatrészek fémbetétekkel rendelkeznek, amelyek az alkatrész, például a konzolok, motoralkatrészek és csatlakozók szilárdságát biztosítják. Ezáltal az összeszerelés kevesebb, a tartósság pedig több lesz.

Elektronika

Elektronika. A betétes öntés előnye itt az, hogy a műanyag burkolatba csatlakozókat, érzékelőket és áramköröket lehet beépíteni. Ez garantálja a törékeny alkatrészek biztonságát, és viszonylag egyszerűvé teszi az összeszerelési folyamatot.

Orvostechnikai eszközök

A betétformázás technológiáját nagymértékben használják az orvosi készülékeknél, amelyek nagyfokú pontosságot és hosszú élettartamot igényelnek. Ezt alkalmazzák sebészeti berendezések, diagnosztikai berendezések és tartós műanyag-fém kombinációk gyártásánál.

Fogyasztói termékek

Az olyan fogyasztási cikkeket, mint az elektromos szerszámok, készülékek és sporteszközök, többnyire betétes öntéssel öntik. Megerősíti és leegyszerűsíti az összeszerelési folyamatot, és lehetővé teszi az ergonomikus vagy összetett kialakítást.

Ipari alkalmazások, űrkutatás.

A betétes öntvény a nehéziparban és a repülőgépiparban is használják. A fémmel töltött nagy teljesítményű műanyagok könnyű és erős alkatrészek, amelyek hő- és kopásállóak.

Felhasznált anyagok

A betétes öntési mód működéséhez megfelelő anyagokra van szükség a műanyag és a betét számára. A választás a teljesítményhez, a stabilitáshoz és a teljesítményhez vezet.

Fém betétek

A fémbetétek használata általában azért történik, mert ezek durva és tartósak. Főként acélból, sárgarézből és alumíniumból áll. A terhelt részeknél az acél használható, a sárgaréz nem korrodálódik, az alumínium pedig könnyű.

Műanyag betétek

A műanyag betétek korrózióállóak és könnyűek. Kis terhelésű alkalmazásokban vagy nem vezető alkatrészekben történő alkalmazásokban használatosak. A műanyag betétek összetett formákra is alakíthatók.

A kerámia és kompozit betétek.

A kerámia- és kompozitbetéteket hő-, kopás- vagy vegyszerállóság elérése érdekében használják. Általában a repülőgépiparban, az orvostudományban és az iparban alkalmazzák őket. A kerámiák ellenállnak a magas hőmérsékletnek, a kompozitok pedig merevek, ugyanakkor alacsony hőtágulással rendelkeznek.

Termoplasztikus öntőformák

A betét környezete hőre lágyuló műanyag, amely általában műanyag. A rendelkezésre álló lehetőségek közé tartozik az ABS, a nejlon, a polikarbonát, a PEEK, a polipropilén, a polietilén, a TPU és a TPE. Az ABS formázható, stabil, a nejlon rugalmas és erős, a polikarbonát pedig ütésálló anyag. A TPU és a TPE puha és gumiszerű anyagok, amelyeket tömítésként vagy markolatként használnak.

Anyag kompatibilitás

A műanyagnak és a fémnek egymáshoz viszonyítva kell növekednie, hogy kiküszöbölje a feszültséget vagy a deformációt. A műanyagokat a betéthez kell ragasztani, hogy ne váljanak szét. A műanyag betéteknél az overmold anyagnak ragasztóanyagot kell szereznie, hogy biztosítsa, hogy erős legyen.

Anyag kiválasztási tippek

Vegye figyelembe a terhelést, a hőmérsékletet, a vegyi anyagokat és az alkatrész kialakításának kitettségét. A fémbetétek tartósak, a műanyag betétek könnyűek, a kerámiák pedig ellenállnak a szélsőséges körülményeknek. Az overmold anyagnak képesnek kell lennie arra, hogy megfeleljen az összes funkcionális követelménynek. 

Költségelemzés

A beillesztett műanyag lehetővé teszi annak a pénznek a megtakarítását, amelyet az egyes alkatrészek rögzítésére fordítottak volna. Az összeszerelési szintek csökkenése a munkások számának csökkenését és gyorsabb gyártási sebességet jelent.

Az öntés és a szerszámozás kezdeti költségei magasabbak. A többszörös szerszámok, amelyekben a betétek egy bizonyos pozícióban vannak, drágábbak. A fajlagos költség azonban alacsonyabb, ha a gyártási szint nagy.

Az anyagválasztás költségtényező is. A műanyag betétek olcsóbbak, mint a fémbetétek. A PEEK egy nagy teljesítményű műanyag, amely a széles körben használt műanyagokkal, például az ABS-szel vagy a polipropilénnel összehasonlítva költséges.

Összességében a betétformázás ára a közepes és nagy volumenű gyártás esetén minimális lesz. Megtakarítja az összeszerelési időt, javítja az alkatrészek minőségét, és csökkenti a hosszú távú gyártási költségeket.

A betétek formázásával kapcsolatos problémák

A betétformázás nagy hatékonysága ellenére ennek is megvannak a maga problémái:

Hőtágulás: Lesznek árfolyamkülönbségek és ezért vetemedik a fém és a műanyag.

Mozgás beillesztése: A betétek már a befecskendezési folyamat során elmozdulhatnak, hacsak nem rögzítik szilárdan.

Anyagkompatibilitás: Nem minden műanyag kompatibilis minden fémmel.

Kis sorozatú szerszámkészítés és beállítási költségek: A szerszámkészítés és a beállítás nagyon kis mennyiségeknél drága lehet.

Ezeket a problémákat minimálisra lehet csökkenteni a jó tervezéssel, a szerszámkészítéssel és a folyamatszabályozással.

A betétformázás jövője

A betétformázás a fejlesztési szakaszban van. Új anyagokat, továbbfejlesztett gépeket és automatizálást alkalmaznak a hatékonyság növelése érdekében, és a 3D nyomtatás és a hibrid gyártási eljárások is lehetőséggé válnak. A könnyű, erős és precíz alkatrészek előállítására való képessége miatt az alkatrészek szükségessége miatt a betétes öntés jelentős gyártási folyamat lesz.

Amikor az Sincere Tech-vel való segítségnyújtásról van szó

Az Sincere Tech-nél a betétformázás és a felülfröccsöntés esetében kiváló minőségű, korrekt és megbízható fröccsöntési megoldásokat kínálunk. Technológiánk és kézműves munkásaink biztosítják, hogy minden alkatrész az Ön specifikációjának megfelelő legyen. Erősek vagyunk a hosszú élettartamú, bonyolult és gazdaságos autóipari, elektronikai, orvosi és fogyasztási cikkek öntőformáiban. Az Ön gyártási folyamata egyszerű és hatékony, és ez az átfutási időnknek és a nagyszerű ügyfélszolgálatunknak köszönhető. Az Sincere Tech-hez költözik, és a céggel együtt a pontosság, a minőség és az Ön sikere érdekében fog dolgozni. Bízzon bennünk, és a tervek valóra válnak számunkra helyesen, megbízhatóan és az ipari szabványoknak megfelelően.

Következtetés

Beillesztett öntvények egy rugalmas és hatékony gyártási folyamat. Lehetővé teszi a tervezők számára, hogy egyetlen nagy teljesítményű alkatrészt alkalmazzanak, amely fém és műanyag kombinációja. A betétes fröccsöntés használata az iparágakban az évek során az előnyeinek köszönhető, amelyek közé tartozik a teljesítmény, a pontosság és az alacsony költség. De egyre magabiztosabbá válik az anyagok és az automatizálás fejlődésével együtt. A betétformázással történő gyártás megoldása a modern gyártás keretében az időmegtakarítás, a költségcsökkentés és a kiváló minőségű termékek.