Overmoulding

Overmoulding, auch als Umspritzen bekannt, ist ein hybrides Spritzgussverfahren, bei dem ein zuvor gefertigtes Spritzgussteil – der sogenannte Vorspritzling oder das Substrat – mit einer zweiten Materialschicht überzogen wird. Dieses Verfahren ermöglicht die Kombination von zwei oder mehr Materialien typischerweise Thermoplasten und Elastomeren, um ein einziges, fest verbundenes Bauteil zu erzeugen.

1. Formung des Substrats: Die Basiskomponente wird im ersten Spritzgussprozess hergestellt und abgekühlt.
2. Einsatz in die Overmoulding-Form: Das Substrat wird entweder manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch in eine zweite Spritzgussform eingelegt.
3. Aufbringen der zweiten Materialschicht: Das zweite Material wird in die Form eingespritzt, sodass es das Substrat umhüllt oder mit ihm verschmilzt.

Dank dieser Technik entstehen langlebige, multifunktionale Produkte mit verbesserten ergonomischen Eigenschaften, Vibrationsdämpfung, Schutzfunktionen oder ästhetischen Akzenten.

Die Auswahl der richtigen Materialien ist entscheidend für die Qualität des Overmoulding-Prozesses. Die beiden Materialien müssen mechanisch oder chemisch miteinander verbunden werden können, um eine langlebige und widerstandsfähige Struktur zu schaffen.
Grundsätzlich lassen sich verschiedene Thermoplaste miteinander kombinieren. Ensinger bietet folgende Materialien in verschiedenen Kombinationen für die erste und zweite Schicht an: PEEK, PPS, PA, PAI, PVDF, PEI, PET, POM, PPSU, PSU, LCP.

Bei der Materialkombination müssen folgende Aspekte berücksichtigt werden:

• Schmelztemperaturen: Das zweite Material sollte eine niedrigere Schmelztemperatur als das Substrat haben, um ein gleichmäßiges Umspritzen zu gewährleisten.
• Ausdehnungskoeffizient: Unterschiedliche Materialien dehnen sich unterschiedlich bei Temperaturänderungen aus – dies kann zu Verformungen oder Ablösungen führen.
• Haftung & chemische Bindung: Einige Materialien verbinden sich chemisch, während andere eine mechanische Verzahnung benötigen. Plasmabehandlungen oder Grundierungen sind oft notwendig, um die Haftung zu verbessern.

Hochtemperaturkunststoffe werden häufig kombiniert um eine höhere Festigkeit oder verbesserte tribologische Eigenschaften zu erzielen.  
Hierfür werden oft mittels Carbonfaser (CF) oder Glasfaser (GF) verstärkte Kunststoffe mit unverstärkten Kunststoffen kombiniert oder aber auch gleiche Materialien, z. B. in Mehrkomponententechnik.

Typische Kombinationen sind dabei:

Weitere Faktoren, die zu funktionalen Overmoulding-Verbindungen führen, sind 

• Formschlüssige Verbindungen → z. B. Hinterschneidungen, mechanische Anker, Verzahnungen im Design
• Die Nutzung von spezialisierten Compounds (z. B. PEEK mit Haftvermittler oder modifiziertes PPS)

Obwohl Overmoulding viele Vorteile bietet, gibt es einige Herausforderungen, die bei der Fertigung berücksichtigt werden müssen:

• Hohe Werkzeug- und Einrichtungskosten: Die Herstellung von Mehrkomponenten-Spritzgussformen ist kostenintensiv, weshalb sich das Verfahren vor allem für große Produktionsserien eignet.
• Präzises Formdesign erforderlich: Die Werkzeugform muss so konzipiert sein, dass eine gleichmäßige Materialverteilung gewährleistet ist, um Spannungen und Verzug zu vermeiden.

Overmoulding wird in vielen Industrien eingesetzt, darunter:

• Automobilindustrie: Herstellung von Dichtungen, Lageranwendungen, Komponenten in der Antriebstechnologie, Thermomanagement
• Medizintechnik: Umspritzen von chirurgischen Instrumenten, medizinischen Griffen und sterilisierbaren Bauteilen, Gerätetechnik (wie 3D Ultraschallgeräte)
• Elektronik: Sensorträger, Steckverbinder, Gehäuse
• Industriekomponenten: Pumpen, Lager, Getriebe, thermisch und tribologisch optimierte Komponenten

Da Ensinger alle Prozessschritte abdeckt – vom Konzept bis zur Umsetzung – können die entsprechenden Optimierungen in die Konstruktion des Overmoulding Spritzgussteils einfließen. Ensinger entwickelt und produziert auch eigene Compounds, was Materialanpassungen für bestimmte Bauteile und die Entwicklung kundenspezifischer Werkstoffe ermöglicht. Wir empfehlen Ihnen auch geeignete Materialpaarungen für Ihre spezifische Anwendung.