Suprapunerea este realizarea unui produs prin îmbinarea a două sau mai multe materiale într-un singur produs. De asemenea, se aplică în majoritatea industriilor, cum ar fi electronica, echipamentele medicale, industria auto și produsele de consum. Se realizează prin turnare peste un material de bază cunoscut sub numele de supramuiere, peste un material de bază cunoscut sub numele de substrat.

Suprapunerea este realizată pentru a îmbunătăți estetica, longevitatea și funcționalitatea produselor. Aceasta permite producătorilor să încorporeze puterea unui material cu flexibilitatea sau moliciunea altuia. Acest lucru face ca produsele să fie mai confortabile, mai ușor de manevrat și mai durabile.

Supramodelarea apare în articolele pe care le folosim zilnic. Aceasta a fost aplicată la mânerele periuțelor de dinți și la carcasele telefoanelor, precum și la unelte electrice și instrumente chirurgicale, printre alte articole din producția contemporană. Cunoașterea supramontării va face mai ușor de înțeles cât de convenabile și sigure sunt obiectele din viața de zi cu zi.

Ce este supramoldoarea?

Suprapunere este o procedură prin care un produs este format din două materiale. Materialul inițial este cunoscut sub numele de substrat și este de obicei un plastic dur, cum ar fi ABS, PC sau PP. Acesta are o rezistență la tracțiune de 30-50 Mpa și o temperatură de topire de 200- 250 °C. Celălalt material, care este supramoletul, este moale, de exemplu, TPE sau silicon, cu o duritate Shore A de 40-80.

Substratul este lăsat să se răcească până la 50-70 °C. Presiunea injectată în supramoletă este de 50-120Mpa. Aceasta formează o legătură puternică. Suprapunerea sporește puterea de fixare, rezistența și durabilitatea produselor.

Un astfel de obiect tipic este periuța de dinți. Mânerul este din plastic dur pentru a asigura rezistența. Mânerul în sine este din cauciuc moale și, prin urmare, este confortabil de ținut. Această aplicație de bază demonstrează utilizările reale ale supramodelării.

Suprapunerea nu se aplică numai la mânerele moi. Se aplică, de asemenea, la acoperirea produselor electronice, la decorarea colorată a unui obiect și la prelungirea duratei de viață a unui produs. Această flexibilitate îi permite să fie una dintre cele mai aplicabile metode de fabricație în zilele noastre.

Proces complet

Selectarea materialului

Procedura de supramodelare începe cu alegerea materialelor. În mod normal, substratul este un plastic dur precum ABS, PC sau PP. Acestea au o rezistență la tracțiune de 30-50 Mpa și un punct de topire de 200- 250 °C. Materialul turnat este de obicei unul moale, cum ar fi TPE sau silicon, și are o duritate Shore A de 40-80. Este necesar să se selecteze materialele care sunt compatibile. Incapacitatea produsului final de a rezista la solicitări poate fi cauzată de eșecul lipirii materialelor.

Turnarea substratului

Substratul a fost turnat în matriță la o presiune de 40-80 Mpa după încălzirea la 220-250 °C. Odată injectat, acesta este lăsat să se solidifice la 50-70 °C pentru a-l face stabil dimensional. Durata acestui proces este de obicei de 30-60 de secunde în funcție de dimensiunea și grosimea piesei. Există toleranțe extrem de ridicate, iar abaterea nu depășește de obicei +-0,05 mm. Abaterea va avea ca rezultat afectarea produsului în ceea ce privește potrivirea supramoldului și calitatea produsului.

Pregătirea matriței care urmează să fie supramuplată

În urma răcirii, substratul este transferat cu grijă într-o a doua matriță, în timpul căreia se realizează injectarea supramoletei. Matrița este preîncălzită la 60-80 °C. Preîncălzirea elimină efectul șocului termic și, de asemenea, permite materialului overmold să curgă ușor peste substrat. Pregătirea matriței este necesară pentru a preveni orice goluri, deformări sau lipire slabă în produsul final.

Injecție Overmold

Presiunea este injectată în substrat folosind 50-120 Mpa din materialul de supramuiere. Temperatura de injectare depinde de material: TPE 200-230 °C, silicon 180-210 °C. Această etapă trebuie să fie precisă. Temperatura sau presiunea necorespunzătoare pot duce la defecte de bule, separare sau acoperire insuficientă.

Răcirea și solidificarea

După injectare, piesa este răcită pentru a permite solidificarea supramuplării și lipirea sa puternică de substrat. Timpul de răcire variază de la 30 la 90 de secunde, în funcție de grosimea pieselor. Regiunile subțiri se răcesc mai repede, în timp ce cele mai groase se răcesc mai lent. Răcirea adecvată este necesară pentru a garanta o lipire uniformă, precum și pentru a minimiza tensiunile interne care pot provoca fisuri sau deformări.

Ejectare și finisare

Piesa este forțată să iasă din matriță după ce este răcită. Orice surplus, denumit "flash", este eliminat. Componenta este verificată în ceea ce privește finisarea suprafeței și precizia dimensională. Acest lucru va asigura că produsul are calitatea necesară și este compatibil cu celelalte piese în caz de nevoie.

Testare și inspecție

Etapa finală este testarea. Tipuri de teste: Testele de tracțiune sau de exfoliere determină rezistența legăturii, care este de obicei de 1-5 MPa. Testele Shore A ar fi utilizate pentru a verifica duritatea overmold-ului. Defectele, cum ar fi bulele, fisurile sau nealinierea, pot fi detectate vizual. Numai componentele care sunt testate sunt expediate sau asamblate în produse finite.

Tipuri de supramotare

Turnare cu două lovituri

Turnarea în două reprize implică turnarea a două materiale cu o singură mașină. Turnarea se face la o temperatură de 220-250 °C și la o presiune de 40-80 MPa, urmată de injectarea celui de-al doilea material, care se face la 50-120 MPa. Tehnica este rapidă și precisă și este potrivită atunci când este implicat un număr mare de produse, cum ar fi mânerele din cauciuc și butoanele soft-touch.

Inserție turnare

În timpul turnării prin inserție, substratul este deja pregătit și introdus în matriță. Acesta este acoperit cu o supramoletă, fie TPE, fie silicon, care este injectată la 50-120 MPa. Rezistența la lipire este de obicei de 1-5 MPa. Această abordare este tipică pentru unelte, periuțe de dinți și dispozitive medicale.

Supramodelare multi-material

Suprapunerea multi-material este o suprapunere în care există mai mult de 2 materiale într-o singură piesă. Durata de injectare a fiecărui material este în succesiune de 200-250 °C, 50-120 MPa. Aceasta permite structuri complicate cu secțiuni dure, delicate și acoperitoare.

Suprapunerea a fost utilizată în aplicații

Aplicațiile supramontării sunt foarte diverse. Următoarele sunt exemple tipice:

Electronică

Carcasele telefoanelor au de obicei plastic dur cu margini moi din cauciuc. Butoanele telecomenzilor sunt construite din cauciuc, deoarece oferă o atingere mai bună. Componentele electronice sunt protejate prin supramodelare și se asigură o utilizare îmbunătățită.

Dispozitive medicale

Sigiliile de protecție, instrumentele chirurgicale și seringile sunt de obicei supramuiate. Produsele moi facilitează manipularea mai ușoară a dispozitivelor și, de asemenea, le fac mai sigure. Acest lucru este esențial în aplicațiile medicale în care confortul și precizia sunt importante.

Industria auto

 Suprapunerea este utilizată pentru a realiza butoane moi la atingere, mânere și garnituri utilizate în interiorul automobilelor. Garniturile din cauciuc sunt utilizate pentru a bloca pătrunderea apei sau a prafului în piese. Acest lucru sporește confortul, precum și durabilitatea.

Produse de larg consum

Suprapunerea este frecvent utilizată la mânerele periuțelor de dinți, ustensilele de bucătărie, uneltele electrice și echipamentele sportive. Procesul este utilizat pentru a adăuga mânere, a proteja suprafețele și a adăuga design.

Unelte industriale

Suprapunerea este utilizată la unelte precum șurubelnițe, ciocane și clești, care sunt folosite pentru a realiza mânere moi. Acest lucru limitează oboseala mâinilor și sporește siguranța utilizării.

Ambalaje

Suprapunerea unor părți ale ambalajului (de exemplu, capace de sticle sau sigilii de protecție) este utilizată pentru a îmbunătăți manipularea și funcționalitatea.

Suprapunerea permite producătorului să producă produse care sunt funcționale, sigure și atractive.

Beneficiile supramodelării

Există numeroase beneficii ale supramontării.

Prindere și confort îmbunătățite

Produsele sunt mai ușor de manevrat prin utilizarea de materiale moi. Acest lucru este valabil pentru unelte, produse de uz casnic și dispozitive medicale.

Durabilitate crescută

Atașarea mai multor materiale sporește rezistența produselor. Materialele dure și moi garantează siguranța produsului.

Protecție mai bună

Acoperirea sau etanșarea componentelor electronice, a mașinilor sau a instrumentelor delicate pot fi adăugate prin supramodelare.

Design atractiv

Produsele sunt concepute în diverse culori și texturi. Acest lucru îmbunătățește imaginea și brandingul.

Ergonomie

Mânerul moale minimizează oboseala mâinii și face ca obiectele sau dispozitivele să fie mai confortabile pentru a lucra mai mult timp.

Versatilitate

Supramodelarea utilizează o mare varietate de materiale și poate fi folosită pentru a forma forme complicate. Acest lucru permite producătorilor să vină cu produse care sunt inovatoare.

Provocările supramodelării

Există, de asemenea, unele provocări ale supramodelării, care ar trebui luate în considerare de către producători:

Compatibilitatea materialelor

Nu toate materialele se lipesc bine. Anumite combinații ar putea necesita lipirea cu adeziv sau acoperirea cu suprafață.

Cost mai mare

Deoarece implică materiale, matrițe și etape de producție suplimentare, supramodelarea poate crește costurile de producție.

Proces complex

Designul matriței, presiunea și temperatura trebuie să fie strict reglementate. Defectele pot fi provocate de cea mai mică eroare.

Timp de producție

Turnare Turnarea în două etape poate necesita mai mult timp decât turnarea unui singur material. Noile tehnologii, cum ar fi turnarea în două etape, pot, totuși, să reducă acest timp.

Limitări de proiectare

Formele complexe pot necesita matrițe personalizate, iar realizarea acestora poate fi costisitoare.

Cu toate acestea, aceste aspecte descurajante nu au împiedicat supramodelarea, deoarece aceasta îmbunătățește calitatea produselor și performanța.

Principii de proiectare a supramodelării

Suprapunerea este un design în care baza este realizată dintr-un material, iar matrița este realizată dintr-un material diferit.

Compatibilitatea materialelor

Selectați materialele care sunt lipite. Supramoletul și substratul trebuie să fie compatibile între ele în ceea ce privește caracteristicile lor chimice și termice. Materialele similare care au puncte de topire apropiate minimizează șansele de lipire slabă sau de delaminare.

Grosimea peretelui

Mențineți constantă grosimea peretelui, astfel încât să existe uniformitate în curgerea materialului. Lipsa de uniformitate a pereților poate duce la defecte precum urme de scufundare, goluri sau deformări. Pereții sunt de obicei între 1,2 și 3,0 mm din diverse materiale.

Unghiuri de proiectare

Însemnați unghiuri pe suprafețele verticale pentru a facilita ejecția. Un unghi de 1 - 3 grade ajută la evitarea deteriorării substratului sau a supramoletei în timpul demontării.

Colțuri rotunjite

Evitați colțurile ascuțite. Marginile rotunjite îmbunătățesc curgerea materialelor în timpul injecției, iar concentrarea tensiunilor este redusă. Razele colțurilor recomandate sunt de 0,5-2 mm.

Caracteristici de lipire

Sunt realizate gropi sau caneluri sau structuri întrepătrunse pentru a crește aderența mecanică între substrat și supramoletă. Caracteristicile adaugă rezistență la exfoliere și forfecare.

Ventilație și amplasarea porții

Instalați orificii care să permită evacuarea aerului și a gazelor. Poziționați gurile de injecție în alte locuri decât zonele sensibile, pentru a obține un flux omogen care să evite defectele estetice.

Luarea în considerare a contracției

Luați în considerare variațiile în contracția materialelor. Contracția termoplasticelor poate fi de doar 0,4-1,2 sau a elastomerilor poate fi de 1-3%. Proiectarea corectă va evita denaturarea și erorile dimensionale.

Masa de decizii tehnice: Este Overmolding potrivit pentru proiectul dumneavoastră?

Piese realizate prin supramuiere

Mânere pentru unelte

Suprapunerea este utilizată pentru a crea un miez dur și o prindere din cauciuc moale în multe unelte de mână. Acest lucru sporește confortul și minimizează oboseala utilizării mâinii și oferă un control mai mare al utilizării.

Produse de larg consum

Cele mai comune produse, cum ar fi periuțele de dinți, ustensilele de bucătărie și uneltele care necesită electricitate, utilizează de obicei supramoletul. Mânerele moi sau pernele ajută la îmbunătățirea ergonomiei și a duratei de viață.

Electronică

În cazul carcasei telefonului, al telecomenzii și al carcaselor de protecție, aplicațiile comune ale supramodelării includ acestea. De asemenea, oferă absorbție a șocurilor, izolare și o suprafață moale la atingere.

Componente auto

Butoanele, sigiliile, garniturile și mânerele supramuiate sunt o caracteristică obișnuită în interiorul automobilelor. Sistemele soft-touch sporesc confortul, zgomotul și vibrațiile.

Dispozitive medicale

Suprapunerea este utilizată în dispozitive medicale, cum ar fi seringile, instrumentele chirurgicale, obiectele portabile și altele asemenea. Procesul va garanta o siguranță deplină, precizie și fixare fermă.

Materii prime în supradotare

Alegerea materialului este importantă. Substraturile comune includ:

Materiale plastice dure, cum ar fi polipropilena (PP), policarbonatul (PC) și ABS.

Metalele în domeniile de aplicare

Materialele de supramuiere sunt de obicei:

• Materiale plastice moi
• Cauciuc
• Elastomeri termoplastici din nailon (TPE)
• Silicon

Alegerea materialului se bazează pe utilizarea produsului. Ca exemplu, materialele biocompatibile sunt necesare în gadgeturile medicale. Electronicele necesită materiale care sunt izolante și protectoare.

Cele mai bune practici în proiectarea pieselor de supramotare

Proiectarea pieselor care urmează să fie supramuiate trebuie să fie bine luată în considerare pentru a atinge niveluri ridicate de lipire, aspect atractiv și performanță de calitate. Respectarea ghidurilor de proiectare stabilite contribuie la reducerea la minimum a ratei de eroare, iar calitatea produselor devine constantă.

Selectați materiale care sunt compatibile

Supramoletul depinde de alegerea materialului. Supramoletul și materialul de bază trebuie să aibă o legătură bună. Materiile prime care se topesc la viteze similare și au aceleași proprietăți chimice au legături mai puternice și mai fiabile.

Proiectare pentru aderență puternică

Trebuie susținută o bună legătură mecanică între designul piesei și designul în sine. Decupajele, canelurile și formele care se întrepătrund sunt câteva dintre caracteristicile care permit materialului supramoldat să țină ferm piesa de bază. Acest lucru minimizează șansele de separare în timpul utilizării.

Mențineți grosimea peretelui în mod corect

O grosime uniformă a pereților permite curgerea materialelor în procesul de turnare. Lipsa de uniformitate în grosime poate duce la apariția unor urme de scufundare, goluri sau secțiuni slabe în componentă. Un design simetric sporește rezistența, precum și aspectul său.

Utilizați unghiuri de tragere adecvate

Unghiurile de tragere simplifică procesul de extragere a piesei din matriță. Frecarea și deteriorarea pot fi reduse la minimum în timpul ejecției prin intermediul unui tiraj adecvat, iar acest lucru este deosebit de util în cazul pieselor supramuiate complexe.

Evitați colțurile ascuțite

Marginile ascuțite au potențialul de a provoca puncte de tensiune și de a limita fluxul de material. Marginile rotunjite și rezultatele fluide sporesc rezistența și fac ca materialul supramodelat să curgă uniform în jurul componentei.

Includeți caracteristici de ventilație

În timpul injecției, o bună aerisire permite aerului și gazelor captive să iasă. Ventilațiile bune permit evitarea pungilor de aer și a defectelor de suprafață, precum și umplerea matriței pe jumătate.

Planificarea poziționării materialului de suprapunere

Punctele de injecție nu trebuie amplasate în apropierea elementelor importante și a marginilor. Acest lucru elimină acumularea de materiale, ruperea fluxului și defectele estetice ale părților expuse.

Optimizarea designului sculei

Suprapunerea cu succes necesită matrițe bine proiectate. Plasarea corectă a porții, patinele echilibrate și canalele de răcire eficiente contribuie la asigurarea unui flux uniform și a unei producții stabile.

Luați în considerare contracția materialului

Diferitele substanțe au viteze diferite de răcire. Aceste diferențe trebuie luate în considerare de către proiectanți, astfel încât să nu se observe deformări, nealinieri sau probleme dimensionale în piesa finală.

Care sunt unele dintre materialele utilizate pentru supramuiere?

Supramodelarea oferă producătorilor posibilitatea de a amesteca materiale diferite pentru a obține anumite caracteristici mecanice, operaționale și estetice. Alegerea materialului este determinată de rezistența, flexibilitatea, confortul și rezistența sa la mediu.

Termoplastic, nu termoplastic.

Este una dintre cele mai răspândite combinații de supramotare. Materialul de bază este un polimer termoplastic, care este un policarbonat (PC). Acesta este apoi acoperit cu un termoplastic mai moale, cum ar fi TPU. Acest compozit îmbunătățește aderența, confortul și senzația suprafeței, iar rezistența structurală nu este sacrificată.

Termoplastic peste metal

Această tehnică utilizează un material termoplastic care este turnat pe partea superioară a unei piese metalice. Metalele precum oțelul sau aluminiul sunt de obicei acoperite cu materiale plastice precum polipropilena (PP). Acest lucru ajută la protejarea împotriva coroziunii metalului, la reducerea vibrațiilor și la diminuarea zgomotului în timpul utilizării.

TPE peste elastomer.

Acest sistem utilizează un substrat reciclat din plastic dur, precum ABS, cu adăugarea unui elastomer flexibil pe partea superioară. În mod normal, este aplicat în produse care necesită durabilitate și flexibilitate, cum ar fi mânerele uneltelor și echipamentele medicale.

Silicon peste plastic

Siliconul este, de asemenea, suprapusă peste materiale plastice, cum ar fi policarbonatul. Aceasta oferă un nivel ridicat de rezistență la apă, capacitate de etanșare și senzație tactilă redusă. Este frecvent utilizat în dispozitive medicale și electronice.

TPE peste TPE

De asemenea, se poate realiza supramodelarea diferitelor clase de elastomeri termoplastici. Acest lucru permite producătorilor să realizeze produse care au texturi, culori sau zone funcționale diferite, în cadrul unei singure piese.

Este Overmolding alegerea corectă?

Atunci când produsul dvs. necesită rezistență, confort și durabilitate în același timp, supramoulare este decizia potrivită de luat. Este deosebit de potrivită atunci când este utilizată cu componente care au nevoie de un mâner moale, rezistență la impact sau protecție suplimentară fără a adăuga mai multe procese de asamblare. Suprapunerea poate fi utilizată pe produse care sunt atinse frecvent, cum ar fi unelte, echipamente medicale sau chiar carcase electronice.

Cu toate acestea, supramodelarea nu se aplică tuturor proiectelor. În mod normal, este asociată cu cheltuieli mai mari pentru scule și cu proiectarea complicată a modelelor de matrițe, spre deosebire de turnarea unui singur material. Atunci când cantitățile de producție sunt mici sau designul produsului este de bază, atunci procesele tradiționale de turnare ar putea fi mai puțin costisitoare.

Evaluarea compatibilității materialelor, a volumului de producție, a cerințelor de funcționalitate și a bugetului în etapa inițială de proiectare vă va ajuta să decideți dacă o soluție de supramotare este cea mai eficientă în abordarea proiectului dumneavoastră.

Exemple de supradotare în viața reală

Periuțe de dinți

Mânerul este din plastic dur. Mânerul este din cauciuc moale. Acest lucru ușurează sarcina de curățare a dinților.

Huse pentru telefon

Dispozitivul este acoperit cu plastic dur. Șocul la cădere este absorbit de marginile din cauciuc moale.

Unelte electrice

Cauciucul este supramoldat pe mânere pentru a minimiza vibrațiile și a spori siguranța.

Interioare auto

Mânerele și butoanele de control sunt de obicei moi la atingere, ceea ce îmbunătățește experiența utilizatorului.

Următoarele exemple demonstrează îmbunătățirea capacității de utilizare, a siguranței și a designului prin supramodelare.

Sincere Tech - Partenerul dvs. Hi-Fi în orice tip de turnare

Sincere Tech este un partener de producție de încredere care se ocupă cu toate formele de turnare, cum ar fi turnarea prin injecție a plasticului și supramolarea. Asistăm clienții de la proiectare până la producția de masă a produselor cu precizie și eficiență. Cu înaltă tehnologie și inginerie competentă, oferim piese de înaltă calitate pe piețele auto, medicale, electronice și de consum. Vizitați Plas.co pentru a afla de ce suntem capabili și ce oferim.

Concluzie

Suprapunerea este o tehnică de fabricație flexibilă și utilă. Este un proces care implică o combinație a două sau mai multe materiale pentru a face produsele mai puternice, mai sigure și mai confortabile. Este aplicată pe scară largă în electronică, dispozitive medicale, componente auto, aparate de uz casnic și unelte industriale.

Acest lucru se realizează printr-o alegere atentă a materialului, o formă precisă a matrițelor și prin asigurarea menținerii sub control a temperaturii și presiunii. Supramoldoarea are beneficii considerabile, chiar dacă se confruntă cu unele provocări, cum ar fi creșterea costurilor și a timpului de producție.

Produsele supramuiate sunt mai durabile, ergonomice, atrăgătoare pentru ochi și funcționale. Unul dintre domeniile în care supramodelarea a devenit o componentă inseparabilă a producției moderne este cazul produselor de zi cu zi, cum ar fi periuțele de dinți și carcasele de telefon, până la articole mai serioase, cum ar fi echipamentele medicale și interioarele automobilelor.

Aflând despre supramodelare, ne putem simți recunoscători pentru faptul că aceasta se datorează unor decizii simple în proiectare, care contribuie la o utilizare mai convenabilă și o durată mai lungă a produselor. Un astfel de proces mic, dar semnificativ, continuă să îmbunătățească calitatea și funcționalitatea bunurilor pe care le folosim în viața de zi cu zi.