Overspuiten is het maken van een product door twee of meer materialen samen te voegen tot één product. Het wordt ook toegepast in de meeste industrieën, zoals elektronica, medische apparatuur, auto's en consumentenproducten. Het wordt gedaan door te gieten over een basismateriaal dat bekend staat als een overmold, over een basismateriaal dat bekend staat als een substraat.

Overspuiten wordt gedaan om de esthetiek, levensduur en functionaliteit van producten te verbeteren. Het stelt fabrikanten in staat om de kracht van het ene materiaal te combineren met de flexibiliteit of zachtheid van het andere. Dit maakt producten comfortabeler, gemakkelijker om mee om te gaan en duurzamer.

Overmolding komt voor in voorwerpen die we dagelijks gebruiken. Dit is toegepast op handvatten van tandenborstels en telefoonhoesjes, maar ook op elektrisch gereedschap en chirurgische instrumenten, naast andere voorwerpen in de hedendaagse productie. Als je meer weet over overspuiten, zie je hoe handig en veilig voorwerpen in het dagelijks leven zijn.

Wat is overspuiten?

Overspuiten is een procedure waarbij één product wordt gevormd uit twee materialen. Het eerste materiaal staat bekend als het substraat en is meestal een harde kunststof zoals ABS, PC of PP. Het heeft een treksterkte van 30-50 Mpa en een smelttemperatuur van 200-250 °C. Het andere materiaal, de overmold, is zacht, bijvoorbeeld TPE of siliconen, met een Shore A hardheid van 40-80.

Het substraat mag afkoelen tot 50-70 °C. De druk die in de overmold wordt geïnjecteerd is 50-120Mpa. Dit vormt een sterke verbinding. Overmolding verbetert de houdkracht, sterkte en duurzaamheid van producten.

Een typisch voorwerp is een tandenborstel. Het handvat is van hard plastic om stevigheid te garanderen. Het handvat zelf is van zacht rubber en ligt daarom prettig in de hand. Deze basistoepassing demonstreert het echte gebruik van overspuiten.

Overspuiten is niet alleen van toepassing op zachte handgrepen. Het wordt ook toegepast bij het bedekken van elektronische producten, om een voorwerp een kleurrijke decoratie te geven en om de levensduur van een product te verlengen. Door deze flexibiliteit is het tegenwoordig een van de meest toegepaste productiemethoden.

Volledig proces

Materiaalkeuze

De procedure van het overspuiten begint met de materiaalkeuze. Het substraat is meestal een harde kunststof zoals ABS, PC of PP. Deze hebben een treksterkte van 30-50 Mpa en een smeltpunt van 200-250 °C. Het gegoten materiaal is meestal zacht, zoals TPE of siliconen, en heeft een Shore A hardheid van 40-80. Het is noodzakelijk om materialen te kiezen die compatibel zijn. Als het eindproduct niet bestand is tegen stress, kan dit worden veroorzaakt door een slechte hechting van de materialen.

Substraat vormen

Het substraat werd in de mal gegoten bij een druk van 40-80 Mpa na verhitting tot 220-250 °C. Na het inspuiten laat men het stollen tot 50-70 °C om het dimensionaal stabiel te maken. Dit proces neemt meestal 30-60 seconden in beslag, afhankelijk van de grootte en dikte van het onderdeel. Er zijn extreem hoge toleranties en afwijkingen zijn meestal niet meer dan +-0,05 mm. Afwijkingen hebben gevolgen voor de pasvorm van de overmold en de kwaliteit van het product.

Voorbereiding van de mal die moet worden omgespoten

Na het afkoelen wordt het substraat voorzichtig overgebracht naar een tweede mal, waarin de overmold wordt geïnjecteerd. De mal wordt voorverwarmd tot 60-80 °C. Voorverwarmen elimineert het effect van thermische schokken en zorgt er ook voor dat het overmoldmateriaal soepel over het substraat vloeit. Voorbereiding van de mal is nodig om holtes, kromtrekken of slechte hechting in het eindproduct te voorkomen.

Overmolding injectie

De druk wordt in het substraat geïnjecteerd met 50-120 Mpa van het overmoldmateriaal. De injectietemperatuur is afhankelijk van het materiaal: TPE 200-230 °C, siliconen 180-210 °C. Deze stap moet nauwkeurig worden uitgevoerd. Een onjuiste temperatuur of druk kan leiden tot defecten zoals bellen, scheiding of onvoldoende dekking.

Koelen en stollen

Na het inspuiten wordt het onderdeel gekoeld zodat de overmold kan stollen en een sterke verbinding met het substraat kan vormen. De koeltijd varieert van 30 tot 90 seconden, afhankelijk van de dikte van de onderdelen. De dunne delen koelen sneller af, terwijl de dikkere delen langzamer afkoelen. Voldoende koeling is nodig om een gelijkmatige hechting te garanderen en de interne spanning te minimaliseren die scheuren of vervorming kan veroorzaken.

Uitwerpen en afwerken

Het onderdeel wordt na afkoeling uit de mal geperst. Overschotten, ook wel flash genoemd, worden verwijderd. Het onderdeel wordt gecontroleerd op oppervlakteafwerking en maatnauwkeurigheid. Dit zorgt ervoor dat het product de vereiste kwaliteit heeft en compatibel is met de andere onderdelen indien nodig.

Testen en inspecteren

De laatste stap is testen. Soorten testen: Trek- of peeltests bepalen de sterkte van de verbinding, die meestal 1-5 MPa is. Shore A-tests worden gebruikt om de hardheid van de overmold te controleren. De defecten, zoals bellen, scheuren of verkeerde uitlijning, kunnen visueel worden gedetecteerd. Alleen onderdelen die getest zijn, worden verzonden of samengevoegd tot eindproducten.

Soorten overspuiten

Tweeschots spuitgieten

Two-shot molding houdt in dat één machine twee materialen spuitgiet. Het gieten gebeurt bij een temperatuur van 220-250 °C en een druk van 40-80 MPa, gevolgd door het inspuiten van het tweede materiaal bij 50-120 MPa. De techniek is snel en nauwkeurig en is geschikt voor een groot aantal producten, zoals rubberen handgrepen en soft-touch knoppen.

Tussenvoegsel Vormen

Bij insert molding wordt het substraat al voorbereid en in de matrijs geplaatst. Het wordt bedekt met een overmold, TPE of silicone, die wordt geïnjecteerd bij 50-120 MPa. De bindingssterkte is meestal 1-5 MPa. Deze aanpak is typisch voor gereedschap, tandenborstels en medische hulpmiddelen.

Overspuiten met meerdere materialen

Multimateriaal overspuiten is overspuiten met meer dan 2 materialen in één onderdeel. De injectieduur van elk materiaal is achtereenvolgens 200-250 °C, 50-120 MPa. Het maakt ingewikkelde structuren mogelijk met harde, delicate en bedekkende delen.

Overspuiten is gebruikt in toepassingen

De toepassingen van overspuiten zijn zeer divers. Hieronder volgen enkele typische voorbeelden:

Elektronica

Telefoonhoesjes hebben meestal hard plastic met zachte rubberen randen. De knoppen van afstandsbedieningen zijn van rubber omdat ze beter aanvoelen. Elektronische onderdelen worden beschermd met overmolding en de bruikbaarheid wordt verbeterd.

Medische apparaten

Beschermende afdichtingen, chirurgische instrumenten en injectiespuiten worden meestal voorgevormd. Zachte producten vergemakkelijken het hanteren van de hulpmiddelen en maken ze ook veiliger. Dit is essentieel in medische toepassingen waar comfort en precisie belangrijk zijn.

Auto-industrie

 Overspuiten wordt gebruikt om zacht aanvoelende knoppen, handgrepen en afdichtingen te maken voor auto-interieurs. Afdichtingen van rubber worden gebruikt om te voorkomen dat water of stof in onderdelen binnendringt. Dit verhoogt het comfort en de duurzaamheid.

Consumentenproducten

Overspuiten wordt vaak gebruikt in handgrepen van tandenborstels, keukengerei, elektrisch gereedschap en sportuitrusting. Het proces wordt gebruikt om handgrepen toe te voegen, oppervlakken te beschermen en design toe te voegen.

Industrieel gereedschap

Overmolding wordt gebruikt in gereedschap zoals schroevendraaiers, hamers en tangen, waarbij zachte handgrepen worden gebruikt. Dit beperkt de vermoeidheid van de handen en verhoogt de gebruiksveiligheid.

Verpakking

Overmolding van een deel van de verpakking (bv. flessendoppen of veiligheidszegels) wordt gebruikt om de hanteerbaarheid en functionaliteit te verbeteren.

Overmolding stelt de fabrikant in staat om producten te maken die functioneel, veilig en aantrekkelijk zijn.

Voordelen van overspuiten

Er zijn talloze voordelen van overspuiten.

Verbeterde grip en comfort

Producten zijn gemakkelijker te hanteren door het gebruik van zachte materialen. Dit geldt voor gereedschap, huishoudelijke producten en medische hulpmiddelen.

Verhoogde duurzaamheid

De bevestiging van verschillende materialen verhoogt de sterkte van de producten. De harde en zachte materialen garanderen de veiligheid van het product.

Betere bescherming

Afdekkingen of afdichtingen van elektronica, machines of delicate instrumenten kunnen worden toegevoegd door middel van overspuiten.

Aantrekkelijk ontwerp

De producten zijn ontworpen in verschillende kleuren en texturen. Dit versterkt het imago en de branding.

Ergonomie

Zachte handgrepen minimaliseren vermoeidheid in de hand en maken voorwerpen of apparaten comfortabeler om langer mee te werken.

Veelzijdigheid

Overspuiten maakt gebruik van veel verschillende materialen en kan worden gebruikt om ingewikkelde vormen te maken. Hierdoor kunnen fabrikanten innovatieve producten maken.

Uitdagingen van overspuiten

Overspuiten brengt ook een aantal uitdagingen met zich mee waar fabrikanten rekening mee moeten houden:

Materiaal compatibiliteit

Niet alle materialen hechten goed. Bepaalde combinaties moeten misschien gelijmd of gecoat worden.

Hogere kosten

Omdat er extra materialen, mallen en productiestappen nodig zijn, kan overspuiten de productiekosten verhogen.

Complex proces

Het ontwerp van de mal, de druk en de temperatuur moeten strikt geregeld worden. De kleinste fout kan defecten veroorzaken.

Productietijd

Vormen in twee fasen kan meer tijd kosten dan vormen met één materiaal. Nieuwe technologieën, zoals two-shot molding, kunnen deze tijd echter inkorten.

Ontwerpbeperkingen

Complexe vormen kunnen aangepaste mallen vereisen, en het kan duur zijn om deze te maken.

Toch hebben deze ontmoedigende factoren overspuiten niet tegengehouden, omdat het de kwaliteit van producten en prestaties verbetert.

Ontwerpprincipes voor overspuiten

Overspuiten is een ontwerp waarbij de basis van een materiaal is gemaakt en de mal van een ander materiaal.

Materiaal compatibiliteit

Selecteer de materialen die worden gelijmd. Overmold en substraat moeten compatibel zijn met elkaar wat betreft hun chemische en thermische eigenschappen. Gelijksoortige materialen die dicht bij elkaar smelten verkleinen de kans op zwakke hechting of delaminatie.

Wanddikte

Houd de dikte van de wand constant zodat het materiaal gelijkmatig stroomt. Een gebrek aan uniformiteit van de wanden kan leiden tot fouten zoals verzakkingen, holtes of kromtrekken. Wanden zijn meestal tussen 1,2 en 3,0 mm van verschillende materialen.

Opzethoeken

Maak hoeken op verticale oppervlakken om het uitwerpen te vergemakkelijken. Een hoek van 1 tot 3 graden helpt om schade aan het substraat of de overmold te vermijden tijdens het ontvormen.

Afgeronde hoeken

Vermijd scherpe hoeken. Afgeronde randen bevorderen de materiaalstroom tijdens het inspuiten en verminderen de spanningsconcentratie. De aanbevolen hoekradii zijn 0,5-2 mm.

Verbindingsfuncties

Er worden putjes of groeven gemaakt of in elkaar grijpende structuren om mechanische hechting te kweken tussen het substraat en de overmold. De kenmerken voegen afpel- en afschuifsterkte toe.

Ventilatie en plaatsing van poorten

Installeer ventilatieopeningen zodat lucht en gassen kunnen ontsnappen. Plaats injectiepoorten op andere plaatsen dan de gevoelige gebieden om een homogene stroming te verkrijgen die cosmetische fouten voorkomt.

Rekening houden met krimp

Houd rekening met variatie in de krimp van materialen. De krimp van thermoplasten kan zo klein zijn als 0,4-1,2 of elastomeren kunnen 1-3% zijn. Het juiste ontwerp voorkomt vervorming en maatfouten.

Technische Beslissingstabel: Is Overmolding de juiste keuze voor uw project?

Onderdelen gemaakt door overspuiten

Handgrepen

Overmolding wordt gebruikt om een harde kern en een zachte rubberen grip te creëren in veel handgereedschap. Dit verhoogt het comfort en minimaliseert vermoeidheid bij het gebruik van de hand en biedt meer controle bij het gebruik.

Consumentenproducten

De meest voorkomende producten, zoals tandenborstels, keukengerei en gereedschap dat elektriciteit nodig heeft, maken meestal gebruik van overmolding. Zachte handgrepen of kussentjes helpen de ergonomie en levensduur te verbeteren.

Elektronica

Veelvoorkomende toepassingen van overspuiten zijn onder andere telefoonhoesjes, afstandsbedieningen en beschermende behuizingen. Het biedt ook schokabsorptie, isolatie en een zacht aanvoelend oppervlak.

Auto-onderdelen

Overmolded knoppen, afdichtingen, pakkingen en handgrepen zijn een veelvoorkomend kenmerk in het interieur van auto's. Soft-touch systemen verhogen het comfort, het geluid en de trillingen.

Medische apparaten

Overspuiten wordt gebruikt in medische hulpmiddelen zoals spuiten, chirurgische instrumenten, handobjecten en dergelijke. Het proces garandeert een grondige veiligheid, nauwkeurigheid en stevige grip.

Grondstoffen voor overspuiten

De materiaalkeuze is belangrijk. Gebruikelijke substraten zijn onder andere:

Harde kunststoffen zoals polypropyleen (PP), polycarbonaat (PC) en ABS.

Metalen in toepassingsgebieden

De overmold materialen zijn meestal:

• Zachte kunststoffen
• Rubber
• Nylon thermoplastische elastomeren (TPE)
• Silicone

De materiaalkeuze is gebaseerd op het gebruik van het product. In medische gadgets zijn bijvoorbeeld biocompatibele materialen nodig. Elektronica vereist materialen die isolerend en beschermend zijn.

Beste praktijken bij het ontwerp van overspuitbare onderdelen

Er moet goed worden nagedacht over het ontwerp van onderdelen die worden omgespoten om een hoge mate van hechting, aantrekkelijk uiterlijk en kwaliteitsprestaties te bereiken. Het volgen van vastgestelde ontwerprichtlijnen draagt bij aan het minimaliseren van het foutenpercentage en de kwaliteit van de producten wordt consistent.

Selecteer compatibele materialen

De overmolding is afhankelijk van het gekozen materiaal. De overmold en het onderliggende materiaal moeten een goede verbinding hebben. Materialen die smelten op dezelfde snelheid en dezelfde chemische eigenschappen hebben, hebben een sterkere en betrouwbaardere verbinding.

Ontwerp voor sterke hechting

Een goede mechanische hechting tussen het onderdeelontwerp en het ontwerp zelf moet worden ondersteund. Ondersnijdingen, groeven en in elkaar grijpende vormen zijn enkele van de kenmerken die ervoor zorgen dat het omgespoten materiaal het basisdeel stevig vasthoudt. Dit minimaliseert de kans op losraken tijdens gebruik.

Houd de wanddikte op de juiste manier

Een uniforme dikte in de wanden maakt de materiaalstroom in het gietproces mogelijk. Een gebrek aan uniformiteit in de dikte kan leiden tot verzakkingen, leemtes of zwakke delen in het onderdeel. Een symmetrisch ontwerp verbetert zowel de sterkte als het uitzicht.

Gebruik voldoende trekhoeken

Trekhoeken vereenvoudigen het proces om het onderdeel uit de matrijs te halen. Wrijving en schade kunnen geminimaliseerd worden bij het uitwerpen door de juiste trekkracht en dit is vooral nuttig bij complexe overmolded onderdelen.

Vermijd scherpe hoeken

Scherpe randen kunnen spanningspunten veroorzaken en de materiaalstroom beperken. Afgeronde randen en vloeiende resultaten verbeteren de sterkte en zorgen ervoor dat het omgespoten compound gelijkmatig rond het onderdeel vloeit.

Ventilatiefuncties opnemen

Tijdens het injecteren zorgt een goede ontluchting ervoor dat de ingesloten lucht en gassen kunnen ontsnappen. Een goede ontluchting voorkomt luchtzakken en oppervlaktefouten en vult de matrijs tot halverwege.

Overmold materiaal positionering plannen

De injectiepunten mogen niet in de buurt van belangrijke kenmerken en randen worden geplaatst. Dit voorkomt materiaalophoping, stroombreuk en esthetische defecten in de blootgestelde delen.

Gereedschapontwerp optimaliseren

Voor succesvol overspuiten zijn goed ontworpen mallen nodig. De juiste plaatsing van de poort, uitgebalanceerde runners en effectieve koelkanalen dragen bij aan een gelijkmatige stroming en een stabiele productie.

Houd rekening met materiaalkrimp

Verschillende stoffen hebben een verschillende afkoelsnelheid. Ontwerpers moeten rekening houden met deze verschillen zodat er geen kromtrekken, uitlijnfouten of dimensionale problemen kunnen optreden in het uiteindelijke onderdeel.

Wat zijn enkele van de materialen die worden gebruikt om te omspuiten?

Overspuiten geeft fabrikanten de kans om verschillende materialen te mengen om bepaalde mechanische, operationele en esthetische eigenschappen te bereiken. De materiaalkeuze wordt bepaald door de sterkte, flexibiliteit, het comfort en de omgevingsweerstand.

Thermoplastisch, niet thermoplastisch.

Het is een van de meest gebruikte overspuitcombinaties. Het basismateriaal is een thermoplastisch polymeer, bijvoorbeeld polycarbonaat (PC). Vervolgens wordt het bedekt met een zachtere thermoplast zoals TPU. Deze samenstelling verbetert de grip, het comfort en het gevoel op het oppervlak, zonder dat dit ten koste gaat van de structurele sterkte.

Thermoplastisch over metaal

Deze techniek maakt gebruik van een thermoplastisch materiaal dat over een metalen onderdeel wordt gegoten. Metalen zoals staal of aluminium worden meestal gecoat met kunststoffen zoals polypropyleen (PP). Dit helpt bij het beschermen tegen corrosie van het metaal, het verminderen van trillingen en het verminderen van geluid tijdens gebruik.

TPE over elastomeer.

Dit systeem maakt gebruik van een hard plastic gerecycled substraat zoals ABS met toevoeging van een flexibel elastomeer aan de bovenkant. Het wordt normaal toegepast in producten die duurzaamheid en flexibiliteit vereisen, zoals gereedschapshandgrepen en medische apparatuur.

Silicone over kunststof

Silicone wordt ook over plastic materialen zoals polycarbonaat gegoten. Dit biedt een hoge mate van waterbestendigheid, afdichtingsvermogen en een laag tastgevoel. Het wordt vaak toegepast in medische en elektronische apparaten.

TPE over TPE

Overspuiten van verschillende kwaliteiten thermoplastische elastomeren kan ook. Hierdoor kunnen fabrikanten producten maken met verschillende texturen, kleuren of functionele gebieden binnen één onderdeel.

Is overspuiten de juiste keuze?

Wanneer uw product tegelijkertijd sterkte, comfort en duurzaamheid vereist, overspuiten is de juiste beslissing. Het is vooral geschikt voor onderdelen die een zacht handvat, slagvastheid of extra bescherming nodig hebben zonder dat er meer assemblageprocessen nodig zijn. Overspuiten kan gebruikt worden op producten die vaak aangeraakt worden, zoals gereedschap, medische apparatuur of zelfs elektronische behuizingen.

Toch is overspuiten niet op alle projecten van toepassing. Het wordt normaal geassocieerd met hogere gereedschapskosten en een ingewikkelder matrijspatroonontwerp in tegenstelling tot het vormgeven met één materiaal. Als de productiehoeveelheden klein zijn of het productontwerp eenvoudig, dan kunnen de traditionele spuitgietprocessen minder duur uitvallen.

Het beoordelen van de materiaalcompatibiliteit, het productievolume, de functionaliteitsvereisten en het budget in de eerste ontwerpfase zal helpen bij de beslissing of een overspuitoplossing het meest effectief is voor uw project.

Voorbeelden van overmolding in de praktijk

Tandenborstels

Het handvat is van hard plastic. De greep is van zacht rubber. Dit vergemakkelijkt het reinigen van de tanden.

Telefoonhoesjes

Het apparaat is bedekt met hard plastic. Valschokken worden geabsorbeerd door zachte rubberen randen.

Elektrisch gereedschap

Het rubber is over de handgrepen gegoten om trillingen te minimaliseren en de veiligheid te vergroten.

Auto Interieurs

Bedieningsknoppen en -knoppen voelen meestal zacht aan, wat de gebruikerservaring verbetert.

De volgende voorbeelden demonstreren de verbetering van de bruikbaarheid, de veiligheid en het ontwerp van omspuiten.

Sincere Tech - Uw hifipartner in elke vorm van gieten

Sincere Tech is een betrouwbare productiepartner die zich bezighoudt met alle vormen van gieten, zoals kunststof spuitgieten en overspuiten. Wij helpen de klanten met het ontwerp tot massaproductie van producten met precisie en efficiëntie. Met hoogstaande technologie en competente engineering leveren we onderdelen van hoge kwaliteit voor de automobiel-, medische, elektronica- en consumentenmarkt. Bezoek Plas.co om te zien wat wij kunnen en aanbieden.

Conclusie

Overspuiten is een flexibele en nuttige productietechniek. Het is een proces waarbij twee of meer materialen worden gecombineerd om producten sterker, veiliger en comfortabeler te maken. Het wordt breed toegepast in elektronica, medische apparatuur, auto-onderdelen, huishoudelijke apparaten en industriële gereedschappen.

Dit wordt gedaan door een zorgvuldige keuze van het materiaal, een nauwkeurige vorm van de mallen en door ervoor te zorgen dat de temperatuur en de druk onder controle worden gehouden. Overspuiten heeft aanzienlijke voordelen, hoewel het met een aantal uitdagingen te maken heeft, zoals hogere kosten en een langere productietijd.

Overmoulded producten zijn duurzamer, ergonomischer, aantrekkelijker voor het oog en functioneler. Een van de gebieden waar overspuiten een onlosmakelijk onderdeel is geworden van moderne productie is het geval van alledaagse producten, zoals tandenborstels en telefoonhoesjes, tot serieuzere artikelen zoals medische apparatuur en auto-interieurs.

Als we weten wat overspuiten is, kunnen we dankbaar zijn voor het feit dat het te danken is aan eenvoudige beslissingen in het ontwerp die helpen om de producten handiger in gebruik en duurzamer te maken. Zo'n klein maar belangrijk proces verbetert de kwaliteit en functionaliteit van de producten die we in ons dagelijks leven gebruiken.