Umspritzung | Verfahren, Materialien, Vorteile und Anwendungen

Definition von Umspritzen (Overmolding)

Umspritzen ist ein Fertigungsverfahren, bei dem zwei oder mehr Materialien zu einem einzigen Bauteil kombiniert werden. Das erste Material, das als Substrat bezeichnet wird, wird zuerst geformt. Meistens sind die Substrate beim Umspritzen Spritzgussteile. Das zweite Material, das Overmold, wird anschließend über das Substrat gespritzt. Die beiden Materialien werden miteinander verbunden und ergeben ein nahtloses, einteiliges Bauteil.

Umspritzen ist ein vielseitiger Prozess, mit dem verschiedene Bauteile hergestellt werden können. Er wird häufig eingesetzt, wenn Teile eine Kombination aus Festigkeit, Haltbarkeit und Flexibilität erfordern. Mit Overmolding lassen sich auch Bauteile fertigen, die widerstandsfähig gegen Verschleiß, Chemikalien oder Hitze sind.

Overmolding in verschiedenen Branchen

Overmolding ist ein wertvolles Fertigungsverfahren, das viele unterschiedliche Bauteile erzeugen kann. Es ist vielseitig einsetzbar für Teile, die Festigkeit, Haltbarkeit, Flexibilität und Widerstand gegen Verschleiß, Chemikalien oder Hitze verlangen. Overmolding ist in zahlreichen Branchen essenziell, darunter Automobilindustrie, Medizintechnik, Unterhaltungselektronik, Spielzeug, Sportartikel und Industrieanlagen.

Overmolding ist in verschiedenen Branchen essenziell, wie zum Beispiel:

Automobilindustrie

Overmolding wird zur Herstellung verschiedener Teile für Pkw und Lkw verwendet, darunter Stoßfänger, Türgriffe und Innenausstattungen. Overmolding ermöglicht die Fertigung robuster, haltbarer und optisch ansprechender Komponenten.

Medizintechnik

Overmolding wird zur Produktion unterschiedlicher medizinischer Geräte eingesetzt, z. B. Katheter, chirurgische Instrumente und Prothesen. Overmolding ermöglicht die Herstellung steriler, komfortabler und benutzerfreundlicher Teile.

Unterhaltungselektronik

Overmolding wird zur Fertigung verschiedener Elektronikprodukte verwendet, z. B. Tastaturen, Fernbedienungen und Gamecontroller. Overmolding ermöglicht langlebige, komfortable und stylische Bauteile.

Spielzeug und Spiele

Overmolding wird zur Herstellung von Spielzeug wie Actionfiguren, Bausteinen und Puzzles verwendet. Overmolding ermöglicht die Fertigung langlebiger, sicherer und attraktiver Teile.

Sportartikel

Overmolding wird zur Produktion von Sportartikeln wie Golfschlägern, Baseballschlägern und Hockeyschlägern eingesetzt. So entstehen Bauteile, die langlebig, leicht und gut zu greifen sind.

Industrielle Ausrüstung

Overmolding wird zur Fertigung industrieller Ausrüstung wie Roboter, Förderbänder und Werkzeugmaschinen genutzt. Mit Overmolding können Bauteile hergestellt werden, die robust, langlebig und verschleißfest sind.

Overmolding wird verwendet, wenn Bauteile eine Kombination aus Festigkeit, Haltbarkeit und Flexibilität erfordern oder wenn Verschleiß-, Chemikalien- oder Hitzebeständigkeit gefragt ist.

Wie funktioniert Overmolding Schritt für Schritt?

Overmolding ist ein zweistufiger Prozess, bei dem zwei oder mehr Materialien zu einem einzigen Teil verbunden werden. Das Substrat wird zuerst geformt, das Overmold danach darüber gespritzt. Die Materialien verbinden sich zu einem nahtlosen Bauteil.

Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für das Overmolding:

Teiledesign

Der erste Schritt beim Overmolding ist das Design des Bauteils. Dies umfasst das Design des Substrats und des Overmolds. Das Substrat besteht meist aus einem starken, haltbaren Material wie ABS oder Nylon. Das Overmold besteht meist aus einem weicheren, flexibleren Material wie thermoplastischem Elastomer (TPE).

Herstellung der Form

Nach dem Teiledesign wird eine Spritzgussform angefertigt. Diese besteht aus einem Material, das den hohen Temperaturen und Drücken des Overmolding-Prozesses standhält, typischerweise Stahl oder Aluminium.

Substratherstellung

Das Substrat wird in der Form gefertigt, meist durch Kunststoffspritzguss. Beim Spritzgießen wird geschmolzener Kunststoff unter hohem Druck in die Form eingespritzt.

Overmold-Spritzguss

Das Overmold wird in der gleichen Form über das Substrat gespritzt, meist mit Heißkanaltechnik. Diese erlaubt das Umspritzen, ohne dass das Substrat vorher abgekühlt werden muss.

Entnahme des Bauteils

Sobald das Overmold abgekühlt und ausgehärtet ist, kann das Teil aus der Form entnommen werden. Nun liegt ein nahtloses, einteiliges Bauteil vor.

Overmolding ist vielseitig und eignet sich für viele verschiedene Anwendungen, bei denen eine Kombination aus Festigkeit, Haltbarkeit, Flexibilität sowie Verschleiß-, Chemikalien- oder Hitzebeständigkeit erforderlich ist.

Klassifizierung der Overmolding-Verfahren

Es gibt zwei Haupttypen von Overmolding: Single-Shot-Overmolding und Two-Shot-Overmolding. Beim Single-Shot-Overmolding werden Substrat und Overmold in einem Schritt geformt. Beim Two-Shot-Overmolding geschieht dies in zwei separaten Schritten.

Insert Molding (Einlegetechnik)

Insert Molding ist ein Verfahren, bei dem ein starres Material (z. B. Metall oder Kunststoff) vor dem Umspritzen in eine Form eingelegt wird. So lassen sich Bauteile mit komplexen Geometrien und Funktionen fertigen, die beim herkömmlichen Spritzguss nicht möglich wären.

Single-Shot-Overmolding

Single-Shot-Overmolding ist die gängigste Art des Overmolding. Es ist schneller und effizienter als Two-Shot-Overmolding, aber nicht immer möglich – zum Beispiel, wenn die beiden Materialien nicht gemeinsam verarbeitet werden können.

Two-Shot-Overmolding

Two-Shot-Overmolding ist komplexer als Single-Shot, aber vielseitiger und ermöglicht eine größere Materialauswahl und mehr Details. Es wird oft eingesetzt, wenn hohe Anforderungen an die Geometrie oder Materialkombination bestehen.

Multi-Shot-Molding

Beim Multi-Shot-Molding werden zwei oder mehr verschiedene Materialien in mehreren Schritten in die Form eingespritzt. Dadurch können Bauteile mit unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen erzeugt werden, z. B. eine harte Außenschale und einen weichen Kern.

Materialauswahl beim Overmolding

Die Auswahl der Materialien für das Overmolding ist ein entscheidender Schritt im Designprozess. Die beiden Materialien, Substrat und Overmold, müssen miteinander kompatibel sein und die späteren Einsatzbedingungen aushalten.

Das Substrat besteht typischerweise aus einem festen, langlebigen Material wie ABS oder Nylon. Das Overmold ist meist ein weicheres, flexibleres Material, wie ein thermoplastisches Elastomer (TPE).

Bei der Materialauswahl für Overmolding sind folgende Faktoren zu beachten:

Festigkeit und Haltbarkeit: Die Materialien müssen den im Betrieb wirkenden Kräften standhalten.

Flexibilität und Schlagzähigkeit: Die Materialien müssen flexibel genug sein, um Stöße zu absorbieren, ohne zu brechen.

Verschleißfestigkeit: Die Materialien müssen gegen Abrieb und Reibung beständig sein.

Chemikalienbeständigkeit: Die Materialien müssen gegen chemische Einflüsse beständig sein.

Hitzebeständigkeit: Die Materialien müssen die im Betrieb auftretende Wärme aushalten können.

Gängige Overmolding-Materialien

Sobald die Materialien ausgewählt wurden, erfolgt das Design des Bauteils. Hierbei müssen die Eigenschaften der Materialien berücksichtigt werden. Wenn das Substrat aus einem festen, starren Material besteht, sollte das Overmold aus einem weicheren, flexiblen Werkstoff bestehen, um eine dämpfende Wirkung zu erzielen.

Die für Overmolding verwendeten Materialien können je nach Anwendung variieren. Die in der Tabelle genannten Werkstoffe gehören jedoch zu den am häufigsten verwendeten Materialien für das Overmolding.

Zu beachten ist, dass die Materialien für das Overmolding miteinander kompatibel sein müssen. Sie müssen sich verbinden lassen, ohne zu schmelzen oder sich zu verformen, und den im Betrieb auftretenden Belastungen standhalten.

Wenn Sie Overmolding für Ihr nächstes Projekt in Erwägung ziehen, empfiehlt sich die Beratung durch einen Experten für Overmolding, um die richtigen Materialien auszuwählen und das Teil korrekt zu gestalten.

Vorteile von Overmolding

Overmolding ist ein vielseitiges Fertigungsverfahren, mit dem eine Vielzahl von Teilen mit erhöhter Funktionalität, ansprechender Optik, erhöhter Haltbarkeit, Schutzwirkung, Kosteneinsparungen und Designflexibilität hergestellt werden kann.

Verbesserte Produktfunktionalität

Mit Overmolding können Produkte durch die Kombination von zwei oder mehr Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften funktional aufgewertet werden. Beispielsweise kann ein hartes, langlebiges Material als Substrat und ein weiches, flexibles Material als Overmold eingesetzt werden. So entsteht ein Teil, das robust und komfortabel in der Anwendung ist.

Verbesserte Optik und Ergonomie

Overmolding kann auch zur Verbesserung von Aussehen und Ergonomie beitragen. Ein farbiges Overmold kann z. B. für Farbakzente sorgen, eine weiche, strukturierte Oberfläche kann den Griffkomfort erhöhen.

Erhöhte Haltbarkeit und Schutz

Overmolding kann die Haltbarkeit und Schutzfunktion eines Produkts verbessern. So kann ein harter, robuster Substratwerkstoff das Produkt schützen, während ein weiches Overmold Stöße abfedert.

Kosteneinsparungen und weniger Montageaufwand

Mit Overmolding können Kosten gespart und die Montagezeit reduziert werden. Zum Beispiel kann durch Overmolding ein einzelnes Teil gefertigt werden, das sonst aus mehreren Komponenten bestehen würde – das spart Material, Arbeitszeit und Montagekosten.

Designflexibilität und Individualisierung

Overmolding bietet Konstrukteuren mehr Gestaltungsfreiheit und Anpassungsmöglichkeiten. Komplexe Geometrien und Funktionen, die im herkömmlichen Spritzguss nicht realisierbar sind, können umgesetzt werden.

Das Umspritzen mit Silikon ist ein Verfahren, bei dem Silikonkautschuk über ein anderes Substratmaterial gespritzt wird, um ein neues Produkt zu erzeugen oder ein bestehendes zu verbessern. Vorteile sind verbesserte Funktionalität, Optik und Haltbarkeit.

Anwendungen von Silikon-Overmolding

Medizinische Geräte: Silikon-Overmolding wird in verschiedenen medizinischen Geräten wie Kathetern, Implantaten und chirurgischen Instrumenten eingesetzt. Silikon bietet eine weiche, komfortable Oberfläche, die zudem chemikalien- und bakterienresistent ist.

Unterhaltungselektronik: Silikon-Overmolding kommt bei Handys, Laptops und Tablets zum Einsatz. Es sorgt für eine langlebige, stoßfeste Beschichtung, die Elektronik vor Feuchtigkeit und Staub schützt.

Industrielle Ausrüstung: Silikon-Overmolding wird für Roboter, Werkzeugmaschinen und Elektrowerkzeuge eingesetzt. Die Silikonbeschichtung schützt vor Chemikalien und extremen Temperaturen.

Automobilteile: Silikon-Overmolding wird für Türgriffe, Armaturentafeln und Lenkräder verwendet. Die Beschichtung schützt vor Witterungseinflüssen wie UV-Strahlung.

Overmolding mit Silikon ist vielseitig und ermöglicht die Herstellung robuster, langlebiger und multifunktionaler Produkte.

Vorteile des Silikon-Overmolding

Verbesserte Funktion: Silikon-Overmolding verbessert die Funktion, etwa durch eine weiche, komfortable Oberfläche, eine stoßfeste Beschichtung oder Witterungsschutz.

Verbesserte Optik: Silikon-Overmolding kann durch eine glatte, glänzende oder strukturierte Oberfläche die Produktästhetik verbessern.

Erhöhte Haltbarkeit: Silikon-Overmolding erhöht die Beständigkeit gegen Verschleiß, Chemikalien, Risse und extreme Temperaturen.

Kosteneinsparungen: Durch Reduzierung von Montageaufwand und Verwendung eines einzigen Materials für Substrat und Overmold werden Kosten gespart.

Designflexibilität: Silikon-Overmolding bietet zahlreiche Möglichkeiten für unterschiedliche Farben, Materialien und Funktionen.

Overmolding vs. Insert Molding

Overmolding und Insert Molding sind Kunststofffertigungsverfahren, die zwei oder mehr Materialien zu einem Teil kombinieren. Es gibt jedoch wichtige Unterschiede zwischen den beiden Verfahren.

Overmolding ist ein Verfahren, bei dem ein weiches Material über ein starres Material gespritzt wird. Das weiche Material ist meist ein thermoplastisches Elastomer (TPE), während das starre Material verschiedene Kunststoffe wie ABS, Nylon oder Polycarbonat sein kann. Overmolding wird oft eingesetzt, um Funktionalität, Ästhetik und Haltbarkeit zu verbessern – z. B. für einen angenehmen Griff bei Werkzeugen oder ein wetterfestes Gehäuse für Elektronik.

Insert Molding ist ein Verfahren, bei dem ein starres Material (meist Metall) vor dem Umspritzen in die Form eingelegt wird. Insert Molding wird häufig für komplexe Geometrien und Funktionen eingesetzt, die mit herkömmlichem Spritzguss nicht möglich sind – beispielsweise für bewegliche Teile wie Zahnräder oder Hebel.

Hier eine Tabelle mit den wichtigsten Unterschieden zwischen Overmolding und Insert Molding:

Trends beim Overmolding

Overmolding ist ein Verfahren, bei dem zwei oder mehr Materialien zu einem einzigen Bauteil kombiniert werden. Das weiche Material ist meist ein thermoplastisches Elastomer (TPE), das starre Material kann ABS, Nylon oder Polycarbonat sein. Overmolding wird verwendet, um Bauteile mit erhöhter Funktionalität, besserer Optik und erhöhter Haltbarkeit herzustellen.

Vermehrter Einsatz von TPEs:

TPEs werden beim Overmolding immer beliebter, da sie Vorteile wie Soft-Touch, Flexibilität und Chemikalien- sowie Abriebfestigkeit bieten.

Entwicklung neuer Overmolding-Technologien:

Neue Overmolding-Technologien bieten eine verbesserte Leistung und Effizienz. Beispielsweise ermöglicht Multi-Shot-Overmolding mehrlagige Bauteile, während Two-Shot-Overmolding Bauteile mit zwei unterschiedlichen Schichten desselben Materials erzeugt.

Wachsende Nachfrage nach maßgeschneiderten Overmolding-Teilen:

Die Nachfrage nach individuellen Overmolding-Bauteilen steigt, da Hersteller ihre Produkte differenzieren möchten. Overmolding bietet hohe Gestaltungsfreiheit und ermöglicht es, Bauteile nach spezifischen Anforderungen zu fertigen.

Insgesamt sind die Trends beim Overmolding positiv. Der wachsende Einsatz von TPEs, neue Overmolding-Technologien und die steigende Nachfrage nach maßgeschneiderten Bauteilen werden das Wachstum des Overmolding-Markts in den nächsten Jahren weiter vorantreiben.