Insert & Outsert Molding - ProductInnovator
Insert & Outsert Molding - ProductInnovator
Insert & Outsert Molding - ProductInnovator
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Insert</strong> & <strong>Outsert</strong> <strong>Molding</strong><br />
Paul Simons - Product Innovator<br />
30 maart 2009 - HRO-IPO
INHOUD<br />
1. Inleiding<br />
2. Kunststof spuitgieten<br />
3. Metaal stansen<br />
4. pauze<br />
5. <strong>Insert</strong>-/<strong>Outsert</strong> <strong>Molding</strong> (IOM)<br />
6. Vragen /producten bekijken
• Technisch projectenteam<br />
• 14 ervaren specialisten<br />
• Mechanica = basis<br />
•Locatie: Eindhoven<br />
• www.innoteq.nl
• Project management<br />
• Product & procesontwikkeling<br />
• Gereedschap constructies<br />
• Project kwaliteit & inkoop<br />
• Prototype bouw<br />
• Nul- en kleinserie productie<br />
• Begeleiding massa fabricage<br />
• Productie transfer
• Zusterbedrijf van InnoteQ<br />
• Technische detachering<br />
• Engineering / Productdesign / Multimedia<br />
• 70 medewerker (veel met IPO/IO of WTB)<br />
• Locatie: Eindhoven<br />
• www.totalsupport.nl
Spuitgieten<br />
• Kunststof<br />
• Matrijs<br />
• Machine<br />
• Proces<br />
• Toleranties
Spuitgieten: kunststof<br />
• Soort KS<br />
• Krimp<br />
• (On)gevuld<br />
• (An)isotropie
Spuitgieten: matrijs<br />
1. 2-platen, 3-platen<br />
2. Open/dicht, schuiven, schroefspindels<br />
3. Voudigheid (aantal holtes)<br />
4. Aanspuitmethode: tak, (semi)hotrunner<br />
5. Uitwerpen: pennen, afstroopplaat, getrapt<br />
6. Temperering: koeling, verwarming
Spuitgieten: machine<br />
1. Sluitkracht, inbouwmaten matrijs<br />
2. Spuiteenheid-sluiteenheid<br />
3. Hydraulisch, elektrisch, hybride<br />
4. Configuratie: horizontaal, verticaal<br />
5. Speciaal: 2K, rotatie-tafel, shuttle<br />
6. Thermoplast, thermoharder, siliconen
Spuitgieten: proces<br />
1. (Semi)automatisch, handmatig<br />
2. Procesparameters<br />
3. Picker, robot, maalmolen<br />
4. 2K, insert-molding, IMD/IML, sandwich<br />
gasinjectie, TSG
Spuitgieten: toleranties<br />
1. Materiaal: amorf/kristallijn<br />
2. Krimp, anisotropie<br />
3. (Niet-)matrijsgebonden maat<br />
4. Grootte van product<br />
5. Nauwkeurigheid van matrijs<br />
6. Reproduceerbaarheid proces
Stansen<br />
• Metaal<br />
• Stempel<br />
• Machine<br />
• Proces<br />
• Toleranties
Stansen: metaal<br />
1. Staal (vernikkeld, verzinkt)<br />
2. Messing (bijv. CuZn37)<br />
3. Fosforbrons (bijv. CuSn6)<br />
4. Koper (bijv. C1020)<br />
5. RVS (bijv. X6Cr17 of AISI 304)<br />
6. Aluminium
Stansen: stempel<br />
1. Volgsnijbuig gereedschap<br />
2. Snij stempels<br />
3. Buig stempels<br />
4. Pons gereedschap<br />
5. Afkap gereedschap<br />
6. Dieptrek gereedschap
Stansen: machine
Stansen: proces<br />
1. Automatisch, hand inleg<br />
2. Volggereedschap, reel-to-reel<br />
3. (In)snijden, buigen<br />
4. 3D vormen (dieptrekken)<br />
5. Pletten, stuiken, prägen<br />
6. Schroefdraad tappen, tuit trekken<br />
7. Verbinden: klinken, felsen, tog-l-loc
Stansen: toleranties<br />
plaatszuiverheid gaten/profielen<br />
1. Speling zoekerpen/zoekergat<br />
2. Nauwkeurigheid steekmaten in het<br />
gereedschap<br />
3. Nauwkeurigheid afzonderlijke posities<br />
4. Losse gereedschappen onnauwkeuriger<br />
product
Straks IOM, nu even<br />
10 minuten<br />
pauze
IOM
IOM: inhoud<br />
1. Definitie IOM<br />
2. Waarom IOM ?<br />
3. Afbakening onderwerp<br />
4. Productie technieken<br />
5. Aandachtspunten<br />
6. Belangrijkste valkuilen<br />
7. Case studies<br />
8. Tijd voor vragen / bekijken producten
IOM: definitie<br />
<strong>Insert</strong> molding<br />
Het omspuiten van (metalen) delen met kunststof<br />
waarbij het kunststof drager is van de inserts<br />
<strong>Outsert</strong> molding<br />
Het omspuiten van (metalen) platines of draad waarbij<br />
de<br />
platine of het draad drager is van het kunststof.
IOM: insert-molding<br />
Bosch - Getriebedeckel
IOM: insert-molding<br />
Goodmans – Loudspeaker Shroud
IOM: insert-molding<br />
Attema – AK2 deksel
Bron: Ticona<br />
IOM: outsert-molding
Bron:<br />
IOM: outsert-molding<br />
TB&C <strong>Outsert</strong> Center GmbH
IOM: outsert-molding: PIF<br />
Bron: Corus & Café Invento - Inventum
IOM: waarom?<br />
1. Functie integratie<br />
2. Eliminatie aantal onderdelen<br />
3. Alternatieve verbindingstechniek voor<br />
assemblies<br />
4. Verbeterde bedrijfszekerheid van producten<br />
5. Vergroting van ontwerpvrijheid: 3D elektrische<br />
circuits
IOM: voorbeeld<br />
Bestaand product<br />
Probleem:<br />
haarscheurtjes in soldeerverbindingen onder<br />
invloed van temperatuurwisselingen
IOM: voorbeeld<br />
15 onderdelen<br />
2 weerstanden<br />
6 metalen connector<br />
pennen<br />
plastic connector<br />
printplaat<br />
5 metalen soldeer<br />
pennen
IOM: voorbeeld<br />
Onderdelen Functies<br />
• printplaat<br />
• weerstand<br />
• connector<br />
• connector pen<br />
• soldeer pen<br />
• vormt elektrisch circuit<br />
• isoleert elektriciteit<br />
• weerstaat soldeerproces<br />
• biedt montage geometrie
IOM: voorbeeld<br />
Onderdelen Functies<br />
• printplaat<br />
• weerstand<br />
• connector<br />
• connector pen<br />
• soldeer pen<br />
• beperkt doorlaat van<br />
elektrische stroom<br />
• weerstaat soldeerproces
IOM: voorbeeld<br />
Onderdelen Functies<br />
• printplaat<br />
• weerstand<br />
• connector<br />
• connector pen<br />
• soldeer pen<br />
• isoleert elektriciteit<br />
• creëert male connector<br />
geometrie<br />
• biedt trekontlasting<br />
• weerstaat soldeerproces
IOM: voorbeeld<br />
Onderdelen Functies<br />
• printplaat<br />
• weerstand<br />
• connector<br />
• connector pen<br />
• soldeer pen<br />
• geleidt elektriciteit<br />
• creëert male pin geometrie<br />
• weerstaat soldeerproces
IOM: voorbeeld<br />
Onderdelen Functies<br />
• printplaat<br />
• weerstand<br />
• connector<br />
• connector pen<br />
• soldeer pen<br />
• geleidt elektriciteit<br />
• weerstaat soldeerproces<br />
• weerstaat ‘wire-wrap’<br />
krachten
IOM: voorbeeld
IOM: voorbeeld
IOM: voorbeeld
IOM: voorbeeld
IOM: voorbeeld
IOM: voorbeeld<br />
Kostprijs product: € 23,- / 100 st.<br />
Totale investering: € 350.000,-<br />
Capaciteit: 2.500.000 producten / jaar<br />
Lifecycle: 5 jaar
IOM: voorbeeld<br />
Stekker voor deflectie-unit<br />
redesign<br />
15 onderdelen 4 onderdelen<br />
Eliminatie aantal onderdelen<br />
Minder montage-stappen<br />
Verbeterde bedrijfszekerheid
IOM: afbakening onderwerp<br />
Als insert materialen kunnen dienen:<br />
metaal, kunststof(folie),keramiek,<br />
textiel, rubber, glas<br />
We beperken ons tot kunststof/metaal<br />
combinaties
haspel<br />
IOM: productietechnieken<br />
toevoer metaal<br />
bulk<br />
trays<br />
+ voorbewerken<br />
buigen / snijden<br />
+ plaatsen in<br />
matrijs<br />
1 fase:<br />
molding<br />
of<br />
spuitgieten<br />
2 fasen:<br />
Premolding<br />
tussenbewerking<br />
molding<br />
(PIF)<br />
haspel<br />
uitname IOM<br />
product<br />
<br />
+ nabewerken<br />
buigen / snijden<br />
testen / inspectie<br />
afmontage<br />
+ verpakken<br />
bulk<br />
trays
IOM: aandachtspunten=!<br />
Proces<br />
Materiaal<br />
Productontwerp<br />
<strong>Insert</strong>s / leadframe<br />
Gereedschap<br />
Mechanisatie
IOM: !materiaal!<br />
Kunststof<br />
1. Vulling en vulgraad -> anistropie & krimpgedrag<br />
2. Viscositeit<br />
3. Bijbehorende matrijs temperatuur (ivm inleg)<br />
Metaal + bedekking<br />
1. Eisen t.b.v. Elektrische contactering<br />
(soldeerbaarheid) & corrosie<br />
2. Oppervlaktegesteldheid ivm afdichting<br />
metaal/kunststof<br />
3. Temperatuurbestendigheid
IOM !ontwerp!<br />
1. Verankering metaal in of aan kunststof<br />
2. Overgang metaal / kunststof / matrijs<br />
3. Details van metaaldeel tbv positionering in matrijs<br />
4. Maat-toleranties metaaldeel (tgv snijden & buigen, batch-to-<br />
batch, dikte plating)<br />
5. Hardheid ivm vervormbaarheid & afknijpen<br />
6. Stijfheid metaaldeel (risico wegspuiten)<br />
7. Braamrichting metaaldeel
IOM !matrijs!<br />
1. Plaats van de aanspuiting kritisch<br />
2. Ontluchtingsvoorzieningen, meer obstakels<br />
3. Afknijpvlakken corrigeerbaar (braamvorming)<br />
4. Positionering & ondersteuning van leadframes &<br />
inserts<br />
5. Inzetdelen (kwetsbaarheid, koeling)<br />
6. Vervuiling van gereedschap t.g.v. inlegdelen
IOM !stempel!<br />
1. Balans in krachtverdeling<br />
(strookverschuiving, sabelkromheid)<br />
2. Snijspleet<br />
3. Nauwkeurigheid geleiding & zoekers<br />
4. Stabiliteit en maatvastheid van strook<br />
5. Stabiliteit gereedschap<br />
6. Minimalisering van kwetsbaarheid<br />
gereedschapsonderdelen
IOM !spuitgietproces!<br />
1. Inspuitsnelheid<br />
2. Cyclustijd bij handmatige inleg vaste takt of<br />
mensbepaald ?<br />
3. Vloeigedrag<br />
4. Temperatuur<br />
5. Veiligheid<br />
a. Man<br />
b. Machine<br />
c. Matrijs (signalering op inlegdelen)
IOM !stans proces!<br />
1. Stabiliteit machine (gesloten frame of Cframe)<br />
2. Standtijden / bestelgrootte<br />
3. Opzetnauwkeurigheid machine<br />
4. Reparatie & onderhoud (slijpschema’s)
IOM !mechanisatie!<br />
1. Graad van mechanisatie vs.<br />
complexiteit, aantallen & product<br />
lifecycle<br />
2. Handling / aanvoer van inserts of<br />
platines zonder verstoringen of<br />
productvervormingen<br />
3. Let op flexibiliteit in type<br />
producten op 1 station<br />
4. Constantere kwaliteit mogelijk<br />
door beperking arbeidsfactor
IOM: valkuilen
IOM: valkuilen<br />
Materiaalkeuze productontwerp matrijs<br />
• Vervorming door combinatie leadframe +<br />
anisotrope krimp<br />
• Onvoldoende ondersteuning van leadframe<br />
tijdens omspuiten<br />
• Complexiteit leadframe niet geschikt voor<br />
reproduceerbare / gemechaniseerde inleg<br />
Mechanisatie<br />
• (te) Hoge graad van mechanisatie<br />
Project-uitvoering<br />
• Overslaan prototype fase
IOM: case studies
IOM: deurslot<br />
Deksel voor elektrisch auto-deurslot (grootserie)<br />
1. Glasgevuld PA 6.6 + vertind forsforbrons leadframe<br />
2. Links + rechts op a-symmetrisch leadframe<br />
3. “2-voudig met semi- hotrunner aanspuiting<br />
Mechanisatie:<br />
1. doorvoer leadframe op haspel,<br />
2. Met robothand:<br />
a. uitname producten na vrijsnijden<br />
b. plaatsen op elektrische tester<br />
c. separate afvoer goed/fout en links + rechts
IOM: deurslot<br />
Pre-molding vanwege<br />
1. Voorkomen wegspuiten leadframes (lengte / stijfheid)<br />
2. wanddikte connector<br />
Toepassing glasparels vanwege<br />
1. Kromtrekken door asymmetrie leadframe<br />
2. Grotere wanddikte
IOM: 3G/4G<br />
Behuizing spanningsregelaar voor auto-dynamo<br />
(grootserie)<br />
1. Glasgevuld PBT + vertind forsforbrons leadframe<br />
2. Afgemonteerd met koolborstel<br />
3. 4-voudige matrijs met semi-hotrunner
IOM: 3G/4G<br />
Mechanisatie:<br />
1. Geschikt voor 2 product typen<br />
2. Vrijsnijden + buigen leadframe<br />
3. Met robothand:<br />
a. overzetten leadframe in matrijs<br />
b. uitname producten + plaatsen op elektrische tester<br />
c. selectie + plaatsing in trays<br />
4. Separaat handmatige montage koolborstel
IOM: 3G/4G<br />
Product – proces - matrijs<br />
1. Positie soldeerpootjes ivm printplaatmontage<br />
buigen als laatste bewerking<br />
2. Loskrimpen metalen oren aanpassing receptuur<br />
masterbatch (trial and error)<br />
3. Box effect connector bomberen van kern<br />
4. Anisotrope krimp matrijscorrectie (empirisch)<br />
Project<br />
1. Ramp-up scenario: geen separate protofase,<br />
aanlopen & product engineering parallel aan<br />
massaproductie<br />
2. Meerdere types op 1 mechanisatie<br />
3. Product met additionale montage<br />
4. Samenwerking externe partijen vwb mechanisatie
IOM: telecom frame<br />
Draagframe voor GSM display (grootserie)<br />
1. RVS frame met omspoten TPE-randen<br />
2. Aandachtspunten: dikte, stijfheid, uiterlijk,<br />
afdichting<br />
3. 4-voudige matrijs, hotrunner systeem met 8 neuzen
IOM: telecom frame<br />
Keuze mechanisatie<br />
1. Handmatige inleg, China productie<br />
2. Los inleggen in raamwerk, los in tray<br />
3. Meerdere kopie opstellingen
IOM: telecom frame<br />
Product – proces - matrijs<br />
Niet reproduceerbare aanspuitrest hotrunner<br />
custom made Hotrunner (KeyTec patent)<br />
Ongewenst krimp effect ander type TPE<br />
Braamvorming nauwkeurige afknijpvlakken +<br />
proces optimalisatie<br />
Luchtinsluiting ontluchting, onderhoud<br />
Zichtproduct, decoratieve eisen<br />
Project<br />
Concurrent Engineering, product modificaties gedurende<br />
productie
IOM: Chinese mechanisatie
Tot slot<br />
tijd om vragen te stellen &<br />
producten te bekijken
Change language