Что такое овермолдинг в литье под давлением? Полное руководство

Овермолдинг - это популярный процесс литья под давлением, который позволяет соединить несколько материалов в одной детали. Эта передовая технология производства позволяет получать нестандартные компоненты с повышенной прочностью, функциональностью и эстетикой.

В этом исчерпывающем руководстве вы, как профессионал производитель литья пластмасс под давлениемМы расскажем обо всем, что вам нужно знать об овермолдинге, включая:

• Что такое овермолдинг и как он работает?
• Преимущества овермолдинга
• Техники формования
• Применение овермолдинга
• Материалы для формования
• Конструктивные особенности овермолдинга
• Прототипирование деталей, изготовленных методом литья по выплавляемым моделям

Прочитав статью, вы поймете процесс овермолдинга от начала до конца и сможете определить, подходит ли он для вашего изделия. Давайте начнем!

Что такое овермолдинг?

Овермолдинг, иногда называемый двухшовным формованием или 2k-формованием, объединяет два материала в одну деталь, полученную литьем под давлением с помощью одного инструмента. С его помощью изготавливаются нестандартные пластиковые детали с жесткой пластиковой основой и податливым внешним слоем, обычно из TPE (термопластичных эластомеров) или силикона.

Процесс литья под давлением состоит из двух этапов:

1. Первичный выстрел образует основной корпус детали, называемый подложкой. В качестве материала обычно используется жесткий пластик, например ABS, PC, нейлон или PBT.
2. Вторичный выстрел создает внешний слой, который отливается в форму и приклеивается к основанию. Обычно это TPE или силикон, которые придают мягкость и тактильные ощущения.

Таким образом, овермолдинг позволяет производителям изготавливать компоненты из нескольких материалов в рамках оптимизированного, автоматизированного процесса. При этом отпадает необходимость во вторичной сборке и финишной обработке.

Теперь давайте рассмотрим, почему овермолдинг так популярен.

Основные преимущества овермолдинга

Существует несколько причин, по которым компании предпочитают использовать литьевые детали, а не изготавливать их отдельно:

Улучшенные характеристики продукта - Комбинирование материалов позволяет получить компоненты с улучшенными физическими свойствами и устойчивостью к воздействию окружающей среды. Перелитые рукоятки повышают комфорт и безопасность. Мягкие уплотнения предотвращают попадание воды. Области применения этих материалов весьма обширны.

Повышение эффективности производства - Овермолдинг объединяет производство и отделку пластиковых деталей в единый автоматизированный процесс. Не требуется склеивание или сборка различных компонентов.

Экономия средств - Возможность рационализировать производство снижает стоимость единицы продукции. А сокращение объема сборки снижает затраты на оплату труда.

Большая свобода творчества - Использование в одном изделии материалов нескольких дюрометров и цветов дает больше возможностей для эстетического оформления. В деталь также можно интегрировать брендинг.

Сокращение времени выхода на рынок - Быстрое изготовление функциональных прототипов позволяет быстрее запускать продукты в производство. А формованные детали позволяют ускорить крупносерийное производство.

Теперь, когда мы рассмотрели основы овермолдинга, давайте рассмотрим наиболее часто используемые техники.

Техники формования

В производстве используются два основных метода литья под давлением:

Двухшовное литье под давлением

Как следует из названия, для двухшовного литья используются специализированные термопластавтоматы с двумя стволами и узлами впрыска. Это позволяет обрабатывать два разных пластика в одной пресс-форме.

Сначала в форму впрыскивается первичный материал (подложка) и частично отверждается. Затем пресс-форма поворачивается на 180 градусов, и вторичный материал (overmold) впрыскивается непосредственно на подложку.

Использование одной пресс-формы делает этот процесс подходящим для больших серий - обычно более 10 000+ деталей. При этом получаются детали с отличной прочностью соединения двух материалов.

Однако изготовление двухшовной оснастки является сложной задачей. Изменение или добавление запорных элементов для герметизации различных участков может быть дорогостоящей и трудоемкой модификацией пресс-формы.

Вставное формование

При литье со вставкой основа формуется с помощью стандартного литьевого пресса. После выталкивания детали передаются на вторичную станцию, где в них впрыскивается материал overmold. Для этого используется отдельная пресс-форма с большими размерами полости, чтобы создать пространство для наружного слоя.

Использование двух простых пресс-форм делает литье со вставками идеальным для создания прототипов и малосерийного производства, обычно не превышающего 10 000 деталей.

Единственным недостатком является то, что обработка охлажденной подложки может снизить прочность соединения. Для достижения максимальной адгезии требуется тщательный выбор материала и контроль процесса формования.

Теперь, когда мы разобрались в двух основных процессах литья под давлением, давайте рассмотрим некоторые из многочисленных областей применения изделий.

Популярные области применения литья под давлением

Компоненты, изготовленные методом литья по выплавляемым моделям, используются во многих отраслях промышленности, поскольку производители стремятся улучшить интеграцию деталей.

Некоторые из наиболее распространенных приложений включают:

Спортивное оборудование - Перелитые рукоятки для клюшек для гольфа, теннисных ракеток и велосипедных рулей повышают комфорт и безопасность пользователя. Тактильный внешний слой обеспечивает надежный захват, особенно потными руками.

Электроинструменты - Здесь похожая история. Дрели и электрические шуруповерты работают лучше и меньше соскальзывают с рук благодаря литым корпусам и рукояткам.

Кухонные принадлежности - Ножи для приготовления пищи, лопаточки и вилки - все они изготавливаются из TPE или силикона. Также как и вакуумные ручки, щипцы и открывалки для банок. Мягкий на ощупь слой облегчает захват влажными руками.

Медицинские изделия - Овермолдинг отлично подходит для ручных хирургических инструментов, таких как щипцы и зажимы. Эргономичные формы обеспечивают максимальный контроль, а мягкая внешняя поверхность предотвращает повреждение тканей.

Потребительская электроника - Смартфоны, игровые контроллеры и компьютерная периферия часто имеют литые корпуса и кнопки. Эта непроницаемая на ощупь поверхность защищает внутренние компоненты от повреждений жидкостью.

И это лишь несколько примеров применения овермолдинга в различных изделиях.

Далее обсудим подходящие материалы для овермолдинга.

Варианты материалов для наплавки

Выбор совместимых материалов для литья под давлением очень важен для производства долговечных деталей. Материалы должны эффективно соединяться друг с другом, не разделяясь со временем.

Вот обзор распространенных вариантов:

Материалы для жестких подложек

Основной материал для овермолдинга должен обладать высокой термостойкостью и стабильностью размеров. Обычно используются такие жесткие пластмассы, как:

• PC/ABS - отличное соотношение прочности и веса
• ABS - доступность и универсальность
• PC - превосходная ударопрочность и термостойкость
• Нейлон (PA) - отличная химическая стойкость
• PBT - долговечный материал с низким уровнем поглощения влаги
• LCP - высокая жесткость и термостойкость

Благодаря этому подложка выдерживает процесс вторичного формования без деформации.

Материалы для литья под давлением

Слой overmold обеспечивает эргономичный внешний вид и приятную эстетику.

Термопластичные эластомеры (TPE) обеспечивают превосходный баланс гибкости, долговечности и экономичности. Силиконы обеспечивают превосходную термостойкость и способность к сжатию. К материалам Overmold относятся:

• TPE - доступные по цене и разнообразные сорта
• TPU - исключительная стойкость к истиранию и разрыву
• TPV - сочетание TPE с повышенной жесткостью
• Силикон - устойчивость к экстремальным температурам
• LSR (жидкая силиконовая резина) - более мягкая, но менее пригодная для литья.

Выбор совместимых пар подложка/поверхность пресс-формы обеспечивает надлежащее сцепление при формовании. Поставщики материалов могут дать рекомендации по адгезии между конкретными марками пластмасс.

Теперь давайте рассмотрим важнейшие факторы дизайна овермолдинга.

Важнейшие аспекты проектирования овермолдинга

Несколько аспектов конструкции деталей непосредственно влияют на результаты литья под давлением в отношении качества, количества брака и общей технологичности.

Вот самые важные соображения:

Углы наклона

Достаточная тяга на вертикальных поверхностях обеспечивает беспрепятственное выталкивание после формования гибких материалов с избыточной формой. Типичными требованиями к осадке являются:

• Подложка - стандартная осадка 1°
• Овермолд - минимальная осадка 3°

Большая тяга также способствует увеличению времени цикла и снижению давления впрыска.

Толщина стенок

Неравномерная толщина стенок может привести к образованию раковин, пустот и слабых мест в компонентах, изготовленных методом литья по выплавляемым моделям. Постоянная толщина стенок обеспечивает надлежащее охлаждение и оптимизацию потока материала.

Рекомендуемая толщина стенок оверхолдинга:

• Подложка - диапазон от 2 мм до 4 мм
• Перекрытие - минимум 1,5 мм

Более толстые стенки пресс-формы обеспечивают большую гибкость материала в локальных областях.

Запорные устройства

Запорные устройства (или метки свидетеля) создают жесткую остановку и герметизируют поток между материалами. Это позволяет предотвратить переполнение готовых деталей вспышками.

Четкие, косметически привлекательные затворы требуют высоты кромки подложки от 0,5 мм до 1 мм для фиксации стекающего пластика.

Расположение ворот

Положение затвора влияет на эффективность цикла и прочность соединения. Центральные ворота уравновешивают фронты потока, а прямые ворота максимизируют адгезию.

Стиль ворот также влияет на внешний вид:

• Ворота по краям - хорошо подходит для скрытия красного цвета ворот
• Подводные (туннельные) ворота - предотвращают образование струи
• Пленочные затворы - тонкие затворы уменьшают количество следов

Ворота не должны перекрывать зоны покрытия овермолда.

Учитывая эти важные факторы на ранней стадии проектирования, инженеры могут оптимизировать детали с точки зрения их технологичности и производительности.

Теперь, когда мы поняли ключевые принципы овермолдинга, давайте посмотрим, как прототипирование позволяет ускорить успех проекта.

Прототипирование деталей, изготовленных методом литья по выплавляемым моделям

Проверка дизайна, эргономики и технологичности деталей на ранних этапах с помощью прототипов имеет неоценимое значение, прежде чем приступать к изготовлению производственной оснастки.

Отлитые прототипы помогают подтвердить это:

• Функциональность дизайна
• Пригодность материала
• Методы производства
• Эффективность цикла

Технологии быстрого изготовления инструментов как 3D-печать пресс-форм, идеально подходит для изготовления прототипов с небольшим объемом переплавки. Быстрое изготовление инструмента в сочетании с реалистичными деталями позволяет всесторонне проверить концепцию.

Во время создания прототипа специалисты по овермолдингу также анализируют критические факторы успеха:

• Давления впрыска
• Вязкость материала
• Температура пресс-формы
• Характеристики скрепления

Уточненные параметры процесса помогают обеспечить плавное наращивание производства.

Таким образом, прототипы, изготовленные методом литья по выплавляемым моделям, ускоряют процесс совершенствования конструкции деталей, минимизируя риски проекта и ошибки при принятии решений.

Овермолдинг обеспечивает интеграцию компонентов из нескольких материалов

Мы рассмотрели все ключевые основы овермолдинга:

• Что такое овермолдинг
• Преимущества, которые обеспечивает овермолдинг
• Популярные приложения
• Техники формования
• Выбор материала
• Важные аспекты дизайна
• Лучшие практики создания прототипов

Несмотря на первоначальную сложность, освоение процессов литья под давлением открывает перед дизайнерами изделий широкие творческие возможности. Сочетание взаимодополняющих материалов в интегрированных компонентах позволяет создавать продукты нового поколения с улучшенными пользовательскими характеристиками.

Поэтому, если вы впервые осваиваете овермолдинг или обновляете существующие проекты, воспользуйтесь специализированной инженерной поддержкой. BaiweMolding предлагает руководство по производству по требованию, чтобы воплотить в реальность видение продукта.