Was ist Insert Molding: Prozess, Materialien, Kosten und Fehler erklärt

Ingenieure greifen auf das Einlegeverfahren zurück, wenn ein Bauteil die Festigkeit von Metall an einer Stelle benötigt, die gleichzeitig aus Kunststoff bestehen soll, ohne einen separaten Montageschritt nachträglich einzuführen. Anstatt Schrauben in ein fertiges Gehäuse einzudrehen oder ein Gewinde nachträglich per Ultraschall zu schweißen, wird der Einsatz vor dem Kunststoffspritzen in den Formhohlraum eingelegt. So werden die beiden Materialien im selben Arbeitsgang zu einem Bauteil verschmelzen. Wenn Sie Gehäuse, Steckverbinder, Halterungen oder andere Komponenten beschaffen, die ein in Kunststoff eingebettetes Metallgewinde oder einen Metallkontakt benötigen, ist die allgemeine Definition weniger wichtig als das Wissen, wie sich das Verfahren in der Produktion tatsächlich verhält, welche Kosten entstehen, wo Fehler auftreten können und wie die Teile vor Verlassen des Werks geprüft werden.

Dieser Leitfaden führt Sie Schritt für Schritt durch den Prozess, erläutert die in der Serienproduktion verwendeten Materialien und Einsätze, die Kostentreiber, die häufigsten Fehler in der Fertigung und die Prüfung fertiger Teile vor dem Versand. Er behandelt außerdem Aspekte, die in der letzten Generation von Anleitungen zum Einlegeverfahren oft vernachlässigt werden: Materialauswahl, Preisgestaltung, Fehlerbehebung und Qualitätskontrolle.

Wichtige Erkenntnisse

• Beim Insert Molding wird der Einsatz vor dem Einspritzen in die Form eingelegt, sodass die Verbindung in einem Arbeitsgang und nicht in einem separaten Montageschritt erfolgt.
• Gewindeeinsätze aus Messing sind die gängigste und kostengünstigste Option. Kundenspezifisch gestanzte oder gefräste Einsätze sind zwar teurer, eignen sich aber für spezielle Geometrien.
• Die Wandstärke des Einsatzes sollte im Allgemeinen das 0.5- bis 1.0-fache des Außendurchmessers des Einsatzes betragen, um Risse durch Umfangsspannungen zu vermeiden.
• Die Werkzeugkosten sind im Vorfeld höher als beim herkömmlichen Spritzgießen, da die Form Vorrichtungen zur Einlegeteil-Halterung benötigt, dafür entfallen aber Arbeitsaufwand und Ausschuss bei der nachgelagerten Montage.
• Die häufigsten Fehler sind das Herausziehen des Einsatzes, das Verrutschen des Einsatzes während des Einspritzvorgangs, Gratbildung um den Einsatz herum und Rissbildung am Ansatz, und jeder dieser Fehler lässt sich auf eine spezifische, behebbare Ursache zurückführen.
• Das Einlegeverfahren eignet sich auch für Kleinserien, wobei handbestückte Einsätze und Aluminiumwerkzeuge verwendet werden, um die anfänglichen Kosten in einem überschaubaren Rahmen zu halten.
• Es eignet sich für Automobil-, Medizingeräte-, Unterhaltungselektronik-, Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtteile, bei denen eine Metall-Kunststoff-Verbindung Vibrationen, Drehmomenten oder wiederholter Beanspruchung standhalten muss.

Was genau ist Insert Molding?

Das Einlegeverfahren gehört zur Familie der Spritzgussverfahren. Der „Einsatz“ ist ein Bauteil, üblicherweise aus Metall, aber manchmal auch aus Keramik oder ein vorgeformtes Kunststoffteil, das vor dem Einbringen des flüssigen Kunststoffs in den Formhohlraum gelegt wird. Sobald der Kunststoff um den Einsatz herum abkühlt und aushärtet, wird dieser zu einem festen, tragenden Bestandteil des fertigen Bauteils. Er kann nicht entfernt werden, ohne den umgebenden Kunststoff zu zerstören.

Das ist der entscheidende Unterschied zwischen dem Einlegeverfahren und dem nachträglichen Einpressen oder Kleben eines Metallteils in ein fertiges Kunststoffgehäuse. Beim Einlegeverfahren fließt der Kunststoff im flüssigen Zustand um die Oberflächenstrukturen des Einsatzes und verbindet sich mit ihnen. Diese detaillierte Verbindung, die während des Formgebungsprozesses und nicht erst danach erfolgt, ist der Grund für die Existenz dieses Verfahrens.

Die meisten Ingenieure stoßen auf das Spritzgießen, wenn sie ein Gewinde in einem Kunststoffgehäuse benötigen. Kunststoffgewinde verschleißen oft schon nach wenigen Ein- und Ausschraubzyklen oder unter Vibrationen im praktischen Einsatz. Ein an derselben Stelle eingegossener Messingeinsatz hält eine Maschinenschraube zuverlässig über die gesamte Lebensdauer des Produkts.

Wie das Insert-Molding-Verfahren funktioniert

Der Arbeitsablauf ähnelt dem Standard-Spritzgießen, allerdings wird am Anfang ein zusätzlicher Schritt eingefügt.

Schritt 1: Laden einfügen

Der Einsatz wird in den Formhohlraum eingesetzt und durch Positionierstifte, Magnete oder eine passgenaue, in den Formstahl eingearbeitete Aussparung fixiert. In der Produktion kommen zwei Beladungsmethoden zum Einsatz.

Automatisierte (robotergestützte) Beladung: Ein 6-Achs-Roboter oder ein Pick-and-Place-Arm platziert den Einsatz in jedem Zyklus mit wiederholgenauer Präzision. Dieses Verfahren ist Standard für mittlere und hohe Produktionsvolumina, da es Bedienungsfehler eliminiert und die Zykluszeit konstant hält. Allerdings entstehen dadurch höhere Anschaffungskosten für die Werkzeuge am Roboterarm.

Manuelle Beladung: Ein Bediener platziert den Einsatz von Hand. Dies ist üblich bei Kleinserien, Prototypen oder empfindlichen Einsatzgeometrien, die ein Roboter-Greifer verformen würde. Die Einrichtungskosten sind geringer, jedoch entstehen größere Abweichungen zwischen den Teilen, und die Genauigkeit hängt von der Bedienergenauigkeit ab.

Schritt 2: Form schließen und Einspritzen

Die Form schließt sich um den Einsatz, und die Spritzgießeinheit spritzt unter hohem Druck flüssigen Kunststoff in den Formhohlraum. Der Druck ist ausreichend, um jede Vertiefung der Form auszufüllen und sich fest an die Oberfläche des Einsatzes anzupressen. Genau an diesem Punkt treten die meisten Verschiebungsfehler auf, wenn der Einsatz nicht ausreichend fixiert ist, da der Druck der einströmenden Schmelze einen locker sitzenden Einsatz verschieben kann.

Schritt 3: Abkühlen und Auswerfen

Die Form hält den Druck aufrecht, während der Kunststoff abkühlt und sich um den Einsatz herum zusammenzieht. Die Abkühlung muss hierbei sorgfältig gesteuert werden, da Kunststoff und Metalleinsatz sehr unterschiedlich schnell schrumpfen. Diese unterschiedliche Schrumpfung ist die Hauptursache für die meisten Rissbildungen, die wir im Abschnitt „Fehler“ weiter unten genauer beschreiben. Sobald das Teil ausgehärtet ist, öffnet sich die Form und ein Auswerfersystem drückt das fertige Teil heraus.

Schritt 4: Entgraten und Angussentfernung

Das Formteil wird mit Angusskanal und eventuell einer dünnen Gratschicht an den Schnittstellen zwischen Formeinsatz und Formwand entnommen. Beides wird entfernt, üblicherweise von Hand bei Kleinserien und mit automatischen Entgratungsanlagen bei Großserien.

Schritt 5: Nachbearbeitung

• Wärmebehandlung zur Linderung innerer Spannungen, die während des Formgebungsprozesses entstanden sind.
• Oberflächenveredelung wie Lackieren, Bedrucken oder Galvanisieren für kosmetische oder funktionale Anforderungen.
• Feuchtigkeitskonditionierung für Materialien wie Nylon (PA), die Umgebungsfeuchtigkeit aufnehmen und sich dabei dimensionsverändern.

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Materialien für das Einlegeverfahren: Auswahl zwischen Kunststoff und Metall

Dies ist der Teil, den die meisten Anleitungen zum Einlegen von Spritzgussteilen auslassen, und es ist in der Regel die erste wirkliche Entscheidung, die ein Ingenieur treffen muss.

Auswahl von Kunststoffharzen

Das Harz muss sich gut um den Einsatz herum verbinden, die Wärmeausdehnung des Einsatzes während der Abkühlung tolerieren und den Belastungen im Betrieb standhalten.

• PA66 (Nylon): Hohe Festigkeit und Hitzebeständigkeit, häufig verwendet für Motorraumteile und Strukturhalterungen im Automobilbereich. Es absorbiert Feuchtigkeit, daher können sich die Abmessungen in feuchten Klimazonen geringfügig verändern.
• PBT: Hohe Dimensionsstabilität und gute elektrische Isolation, häufig verwendet für Steckverbinder und elektrische Gehäuse.
• Polycarbonat (PC): Gute Schlagfestigkeit und optische Klarheit, wo erforderlich; häufig verwendet bei Gehäusen und Gehäusen für Unterhaltungselektronik.
• POM (Acetal): Geringe Reibung und hohe Ermüdungsbeständigkeit, wird häufig spezifiziert, wenn der Einsatz Teil eines beweglichen Mechanismus ist.
• PPS: Hält hohen Temperaturen und aggressiven Chemikalien gut stand, wie sie häufig bei Automobil- und Industrieteilen in der Nähe von Wärmequellen vorkommen.

Wenn Ihre Baugruppe neben den Formteilen auch CNC-gefräste Aluminiumhalterungen oder -vorrichtungen umfasst, gelten für die Materialauswahl ähnliche Regeln. Unser Vergleichsleitfaden für Aluminium 6061 und 7075 erläutert, wie sich Festigkeit, Bearbeitbarkeit und Kosten für diese Teile im Verhältnis zueinander auswirken.

Auswahl des Einsatzmaterials

• Messing: Der Standardwerkstoff für Gewindeeinsätze. Es lässt sich gut bearbeiten und rändeln, ist relativ korrosionsbeständig und kostengünstiger als Edelstahl. Die meisten handelsüblichen Gewindeeinsätze, sowohl selbstschneidende als auch einpressbare, sind aus Messing gefertigt.
• Edelstahl: Wird dort eingesetzt, wo Korrosionsbeständigkeit wichtiger ist als die Kosten, z. B. bei Schiffsausrüstung, medizinischen Geräten oder im Freien erhältlichen Produkten, die Feuchtigkeit und Salz ausgesetzt sind.
• Aluminium: Wird gewählt, wenn das Gewicht Priorität hat, häufig in der Luft- und Raumfahrt, obwohl es weicher ist und unter wiederholter Belastung schneller verschleißt als Messing oder Stahl.
• Kupferlegierungen: Werden für elektrische Kontakte und Steckverbinderstifte verwendet, wo die Leitfähigkeit ebenso wichtig ist wie der mechanische Halt.

Gängige Einlegearten und ihre Kosten

Die Kosten für die Einlegeteile variieren je nach Geometrie und dem Aufwand für die Handhabung beim Beladen. Die angegebenen Preise beziehen sich auf die Einlegeteile selbst, nicht auf das fertige Formteil. Der tatsächliche Preis hängt von der Bestellmenge, dem Lieferanten und der Oberflächenbeschaffenheit ab.

Richtlinien für die Konstruktion von Einlegeteilen (DFM)

Rändeldesign: Verhindert Herausziehen und Verdrehen

Glattes Metall kann Kunststoff von selbst nicht greifen. Um zu verhindern, dass sich ein Einsatz unter Last dreht oder herausreißt, ist eine aggressive Außengeometrie, wie z. B. eine Diamanträndelung oder tiefe spiralförmige Nuten, auf der Außenfläche des Einsatzes erforderlich. Beim Abkühlen und Schrumpfen des Kunststoffs um diese Merkmale herum bildet sich eine mechanische Verriegelung, die die Last vom weicheren Kunststoff auf den Metalleinsatz überträgt. Dadurch erhält das Bauteil seine Stoß- und Vibrationsfestigkeit.

Wandstärke des Ansatzes: Vermeidung von Rissen durch Umfangsbeanspruchung

Metall und Kunststoff schrumpfen beim Abkühlen unterschiedlich stark. Da sich der Einsatz kaum zusammenzieht, während sich der umgebende Kunststoff eng zusammenzieht, entsteht an der Auswurföffnung eine erhebliche radiale Zugspannung, die sogenannte Umfangsspannung. Eine zu dünne Auswurföffnung kann unter dieser Spannung reißen, manchmal direkt beim Auswerfen, manchmal erst Wochen später im Einsatz.

Konstruktionsregel: Die Wandstärke des Ansatzes sollte dem 0.5- bis 1.0-Fachen des Außendurchmessers des Einsatzes entsprechen.

Das Vorwärmen des Einsatzes vor der robotergestützten Beladung ist ebenfalls hilfreich, da es das Metall der Temperatur des Kunststoffs annähert und die unterschiedliche Schrumpfungsrate verringert, die die Spannungen überhaupt erst verursacht.

Angusslage und Schmelzefluss

Positionieren Sie den Anguss so, dass die Schmelzfront nicht direkt auf den Einsatz trifft, da ein direkter Aufprall unter hohem Druck eine der häufigsten Ursachen für ein Verrutschen des Einsatzes beim Einspritzen ist. Die Schmelze sollte den Einsatz gleichmäßig umfließen, anstatt gegen eine Seite zu drücken.

Entlüftung in der Nähe des Einsatzes

Lufteinschlüsse in der Nähe des Einsatzes können zu unvollständigen Schüssen oder Brandspuren in diesem Bereich führen. Sorgen Sie für Belüftungsöffnungen in der Nähe des Einsatzes, insbesondere bei Einsätzen mit engen Toleranzen oder komplexer Geometrie, in denen sich beim Befüllen Luftblasen bilden können.

Toleranz einfügen und Formabschaltung

Die Absperrflächen der Form um den Einsatz herum müssen exakt mit den Maßtoleranzen des Einsatzes übereinstimmen, da sonst Kunststoffgrate in Bereiche gelangen können, die nicht erreicht werden sollen, wie beispielsweise Gewindebohrungen. Diese Präzisionsvorgabe gilt generell für die Standard-CNC-Bearbeitung und die Tolerierung von Spritzgussteilen. Eine detaillierte Aufschlüsselung der Auswirkungen verschiedener Toleranzklassen auf Kosten und Lieferzeiten finden Sie in unserem Leitfaden zu CNC-Bearbeitungstoleranzen.

Insert Moulding vs. Overmolding

Diese beiden Verfahren werden oft verwechselt, weil beide mehr als ein Material in einem einzigen Bauteil kombinieren, aber sie lösen unterschiedliche Probleme.

Vorteile und Nachteile des Einlegeverfahrens

Was die Kosten für das Einlegeverfahren beeinflusst

Das Einlegeverfahren ist in der Anschaffung fast immer teurer als ein Standard-Kunststoffteil, aber über die gesamte Laufzeit eines Projekts, das andernfalls eine manuelle Montage erfordern würde, günstiger. Die Hauptkostentreiber sind:

Werkzeugkomplexität: Die Form benötigt Vorrichtungen zur Einlegeeinsatz-Halterung, Positionierstifte und enge Absperrtoleranzen um die Einlegeeinsatzposition herum, was alles zu einem höheren Bearbeitungszeit- und Kostenaufwand im Vergleich zu einer Standardformkavität führt.

Kosten pro Einsatz und Beladungsmethode: Standard-Messingeinsätze sind kostengünstig, während kundenspezifisch gestanzte oder bearbeitete Kontakte deutlich teurer sind. Die robotergestützte Beladung erhöht zwar die anfänglichen Werkzeugkosten, senkt aber die Lohnkosten pro Teil bei größeren Stückzahlen; bei manueller Beladung ist es umgekehrt.

Zykluszeit: Das Einlegen eines Einsatzes, ob durch einen Roboter oder von Hand, verlängert jeden Zyklus um Sekunden im Vergleich zum Standard-Spritzgießen, was sich bei hohen Stückzahlen auf die Kosten pro Teil auswirkt.

Vorwärmen einfügen: Vorwärmen reduziert zwar die Fehlerquote, erfordert aber einen zusätzlichen Prozessschritt und verursacht zusätzliche Gerätekosten.

Auftragsvolumen: Die Werkzeugkosten verteilen sich auf die gesamte Produktionsmenge, daher ist das Einlegeverfahren in der Regel erst ab einigen tausend Einheiten wirtschaftlich sinnvoll, obwohl es auch Verfahren für kleinere Stückzahlen gibt (siehe unten).

Harzwahl und Nachbearbeitung: Technische Kunststoffe wie PPS oder glasfaserverstärktes Nylon sind pro Kilogramm teurer als Standardkunststoffe, und jegliche Lackierung, Beschichtung oder Bedruckung verursacht zusätzliche Kosten pro Teil.

Da diese Variablen voneinander abhängen, lässt sich der genaue Preis für ein bestimmtes Bauteil nur anhand Ihrer Zeichnung und der ermittelten Stückzahl zuverlässig ermitteln. Unser CNC-Bearbeitungskostenrechner liefert Ihnen eine schnelle erste Kostenschätzung für bearbeitete Komponenten in derselben Baugruppe. Gerne erstellt Ihnen unser Team anschließend ein Angebot für die Formteile.

Häufige Fehler beim Einlegen von Spritzgussteilen und wie man sie vermeiden kann

Qualitätsprüfung für Umspritzteile

• Maßprüfung mit einem Koordinatenmessgerät zur Bestätigung der Einbauposition anhand der Zeichnungstoleranzen.
• Auszugs- oder Drehmomentprüfung zur Bestätigung, dass die Einsteckbefestigung die vorgegebene Haltekraft erfüllt.
• Sichtprüfung und Vergrößerungsprüfung auf Grat, Einfallstellen und Oberflächenfehler im Bereich des Einsatzansatzes.
• Röntgen- oder CT-Scan, um zu überprüfen, ob der Einsatz mittig im Bauteil sitzt und sich nicht nach innen verschoben hat.
• Salzsprüh- oder Feuchtigkeitsprüfung zur Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit der Einsätze, sofern die Anwendung dies erfordert.
• Ein Erstmusterprüfbericht (FAI) wird erstellt, bevor die Serienproduktion beginnt, damit etwaige Probleme an einer Handvoll Teilen und nicht an einem kompletten Container erkannt werden.

Einlegetechnik für Kleinserienfertigung und Prototypen

Beim Insert Molding wird aufgrund der hohen Werkzeuginvestitionen oft angenommen, dass es sich nur um ein Verfahren für die Massenproduktion handelt, doch es gibt auch Verfahren für die Kleinserienfertigung, die regelmäßig für Prototypen und die Brückenfertigung eingesetzt werden.

• Die Verwendung von Aluminiumwerkzeugen anstelle von gehärtetem Stahl senkt die Formkosten erheblich und ist für einige hundert bis einige tausend Schüsse haltbar genug.
• Durch das manuelle Einlegen von Einsätzen entfällt die Notwendigkeit, vor der endgültigen Festlegung eines Designs in robotische End-of-Arm-Werkzeuge zu investieren.
• Durch das Testen von Form und Passform mit einem 3D-gedruckten Gehäuse und einem Platzhaltereinsatz, bevor man sich für eine Stahlform entscheidet, lassen sich Konstruktionsprobleme frühzeitig und kostengünstig aufdecken.
• Durch die Verwendung von Brückenwerkzeugen kann ein Programm eine erste Kleinserie auf einem Aluminiumwerkzeug fertigen, während das Produktionswerkzeug aus gehärtetem Stahl noch gebaut wird, sodass die Produkteinführung nicht durch das Warten auf die Werkzeuge verzögert wird.

Anwendungen nach Branche

Automobilindustrie: Sensorgehäuse, Steckerblöcke und Motorraumhalterungen, die ein Metallgewinde benötigen, um Vibrationen und wiederholter Wartung standzuhalten.

Medizinprodukte: Chirurgische Griffstücke, Gehäuse für Diagnosegeräte und Komponenten für zahnärztliche Instrumente, die eine dauerhafte Metall-Kunststoff-Verbindung und in vielen Fällen Sterilisationskompatibilität erfordern.

Unterhaltungselektronik: Gehäuse für Ladebuchsen, Einstellknöpfe und Bedienfeldabdeckungen, bei denen die Befestigungselemente über Jahre hinweg halten müssen.

Luft- und Raumfahrt: Kabineninnenraum-Verschlüsse und Sitzbeschläge, bei denen trotz Gewichtsreduzierung durch den Verzicht auf Kunststoff immer noch ein Metallgewinde für die strukturellen Befestigungspunkte erforderlich ist.

Verteidigung: Gehäuse und Hardwarekomponenten für Kommunikationsgeräte, die leicht, kostengünstig und unter Feldbedingungen zuverlässig sein müssen.

Auswahl eines Partners für die Herstellung von Einlegeteilen

Der Partner, mit dem Sie zusammenarbeiten, hat einen größeren Einfluss auf Ertrag und Konsistenz als fast jede andere Variable im Prozess. Bevor Sie ein Programm an einen Lieferanten vergeben, sollten Sie folgende Punkte prüfen:

• Robotergestützte Beladungsmöglichkeit, nicht nur manuelle Beladung, wenn Ihr Volumen die damit verbundene Konsistenz rechtfertigt.
• Die Herstellung der Formen erfolgt im eigenen Haus anstatt durch externe Dienstleister, wodurch der Feedback-Zyklus verkürzt wird, wenn eine Absperrfläche nachjustiert werden muss.
• Dokumentierte Materialbeschaffung sowohl für das Harz als auch für die Metalleinsätze.
• Eine Erstmusterprüfung vor der vollständigen Produktion, nicht nur eine Endkontrolle beim Versand.
• DFM-Unterstützung vor dem Stahlzuschnitt, sodass die Dicke des Ansatzes, das Rändeldesign und die Position des Angusses überprüft werden können, solange Änderungen noch kostengünstig sind.

Bei Ruiyi werden alle Spritzgussprogramme in unserer eigenen Werkzeugfertigung und Spritzgusshalle durchgeführt. Dank unserer Zertifizierungen nach ISO 9001:2015 und ISO 13485 kann dasselbe Team, das den Einsatz fertigt, auch die Form herstellen und das fertige Teil gießen – ohne dass die Programme an verschiedene Zulieferer weitergegeben werden müssen. Jede Bestellung unterliegt unserer Null-Risiko-Garantie: Produktion und Versand erfolgen im Voraus, die Zahlung wird erst nach Ihrer Teileprüfung bestätigt.

Beispiele für fertige Form- und Bearbeitungsteile finden Sie in unserer Galerie für kundenspezifische Kunststoffteile , und unsere gesamte Werkzeugausstattung finden Sie auf der Seite für Formenbaudienstleistungen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist Umspritzen?

Beim Insert Molding, einem Spritzgießverfahren, wird ein Einsatz aus Metall oder einem anderen Material in den Formhohlraum eingelegt, bevor der Kunststoff darum herum eingespritzt wird. Der Kunststoff verbindet sich beim Abkühlen dauerhaft mit dem Einsatz und vereint so beide Materialien in einem einzigen Spritzgießvorgang.

Was kostet eine Einlegeleiste?

Die Kosten hängen von der Komplexität der Werkzeuge, dem Einsatztyp, der Beladungsmethode und dem Auftragsvolumen ab. Standardmäßige Messingeinsätze kosten etwa 0.05 bis 0.50 US-Dollar pro Stück, während individuell gestanzte oder bearbeitete Einsätze mehrere Dollar pro Stück kosten können. Die Werkzeuge für das Einlegetechnik-Verfahren sind in der Anschaffung ebenfalls teurer als herkömmliche Spritzgussformen, amortisieren sich jedoch in der Regel durch den Wegfall der Montagearbeit bei größeren Stückzahlen.

Was ist der Unterschied zwischen Umspritzen und Umspritzen?

Beim Einlegeverfahren wird ein starrer Einsatz, meist aus Metall, in einem einzigen Arbeitsgang in ein Kunststoffteil eingegossen, hauptsächlich zur Erhöhung der Festigkeit oder zur Verbesserung der Leitfähigkeit. Das Umspritzen ist ein Zweikomponentenverfahren, bei dem ein weiches, flexibles Material auf ein starres Substrat aufgebracht wird, hauptsächlich zur Verbesserung der Griffigkeit, Dämpfung oder Abdichtung.

Welche Materialien eignen sich am besten für das Einlegeverfahren?

PA66, PBT, Polycarbonat, POM und PPS sind die gängigsten Kunststoffe, deren Auswahl von Festigkeit, Hitzebeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Chemikalien abhängt. Messing ist das am häufigsten verwendete Material für Einlagen, während Edelstahl und Aluminium dort zum Einsatz kommen, wo Korrosionsbeständigkeit oder Gewichtsersparnis wichtiger sind.

Was sind die häufigsten Fehler beim Einlegen von Spritzgussteilen?

Herausziehen des Einsatzes, Verrutschen des Einsatzes während des Einspritzvorgangs, Gratbildung um den Einsatz herum und Rissbildung an der Spitze durch Umfangsspannung sind die am häufigsten auftretenden Defekte, und jeder von ihnen hat eine spezifische, identifizierbare Ursache, die entweder im Werkzeugdesign oder im Einlegevorgang des Einsatzes begründet liegt.

Kann das Einlegeverfahren auch für die Kleinserienfertigung eingesetzt werden?

Ja. Werkzeuge aus Aluminium und handbestückte Einsätze halten die anfänglichen Kosten für Prototypen und die Brückenproduktion überschaubar, und ein Programm kann auf Stahlwerkzeuge und robotergestützte Bestückung umgestellt werden, sobald das Volumen die Investition rechtfertigt.

Welche Toleranz kann beim Einlegen von Spritzgussteilen erreicht werden?

Bei Programmen für das Umspritzen mit engen Toleranzen wird die Position des Einsatzes üblicherweise auf wenige Hundertstel Millimeter genau gehalten, wobei die erreichbare Toleranz von der Präzision des Werkzeugabschaltvorgangs und der Maßgenauigkeit des Einsatzes abhängt. Dies entspricht den Toleranzprinzipien, die allgemein in der Präzisions-CNC-Bearbeitung Anwendung finden.

Zusammenfassung

Die höheren Werkzeugkosten beim Einlegen von Formteilen rechtfertigen sich dadurch, dass ein ganzer Montageschritt aus Ihrer Produktionslinie entfällt – allerdings nur, wenn die Geometrie des Formansatzes, die Auswahl des Einsatzes und der Beladungsprozess von Anfang an korrekt festgelegt sind. Die meisten der in diesem Leitfaden beschriebenen Fehler lassen sich durch eine sorgfältige Konstruktionsprüfung vor dem Zuschnitt des Stahls vermeiden, anstatt sie nachträglich in der Formanlage zu beheben.

Wenn Sie die Fertigung eines neuen Bauteils mittels Einlegetechnik in Erwägung ziehen, prüft unser Ingenieurteam Ihre Konstruktion hinsichtlich Ansatzdicke, Einlegetechnikkompatibilität und Angussplatzierung, bevor die Werkzeugherstellung beginnt. Kontaktieren Sie uns für eine DFM-Prüfung und ein Angebot.