Inserts in kunststof - meer dan een gat voor een schroefje

“Inserts kunnen een kunststof product letterlijk maken of breken”, lacht Jan Rijpert, al 28 jaar Pekago's expert in assemblage van kunststof onderdelen. Afhankelijk van de functie en de eisen aan het toekomstige gebruik van het product wordt al in de ontwerpfase een afweging gemaakt voor het type insert dat bij assemblage gebruikt gaat worden.

Inserts voor montage van plastic onderdelen
“De kunststof behuizingen en andere producten die we bij Pekago maken worden vaak bevestigd aan andere onderdelen. Hiervoor zijn vaak inserts nodig”, vertelt Jan verder. “Bij de ontwikkeling van een product bekijken onze engineers al in overleg met de opdrachtgever welke inserts het beste gebruikt kunnen worden.

Compact spuitgieten of thermospuitgieten
Daarbij wordt onder andere gekeken naar de wanddikte van het product, maar natuurlijk ook naar de kunststof waarvan het gemaakt is. Een gewone insert kan bijvoorbeeld in een TSG-product makkelijk doldraaien omdat thermoplastisch spuitgieten een poreuzer materiaal oplevert dan bijvoorbeeld gewoon spuitgieten. Voor TSG-producten worden dus vaak inserts gebruikt die versmolten worden met de kunststof. Bij spuitgieten hebben we in principe de meeste keuze qua inserts”.

Trekkracht en herhaalde montage
De benodigde trekkracht die een insert moet kunnen incasseren, is een ander criterium voor de keuze van inserts. Welke krachten zal het product uiteindelijk na assemblage moeten doorstaan? Wordt het product eenmalig gemonteerd, of kan het voorkomen dat het regelmatig moet worden vast- en losgeschroefd? Ook dat stelt weer andere eisen aan bijvoorbeeld het materiaal van de insert én de montage ervan. Voor het plaatsen van inserts in kunststof gebruikt Pekago drie verschillende methodes. “Voor alle inserts wordt tijdens het (spuit)gieten al rekening gehouden met de benodigde gat-diameter in de kunststof – zeg maar de uitsparing waar de insert in komt. Hoe groot die uitsparing moet zijn, hangt ook weer af van de te gebruiken insert”, aldus Jan.

.

Inserts zijn er in vele maten, soorten en materialen

.
Verschillende bevestiging, verschillende insert
Voor het plaatsen van inserts in kunststof gebruikt Pekago volgens Jan met name de drie volgende methodes: indraaien, insmelten en ultrasoon lassen. “Indraaien is, zoals ik al zei, niet geschikt voor TSG-producten, maar geeft in ander materiaal wel de grootste trekkracht. Voor indraaien gebruiken we inserts van RVS, staal en messing. Bij indraaien wordt de insert ‘gewoon’ in de uitsparing in de kunststof gedraaid. De insert is daarbij iets groter dan de gat-diameter, waardoor het schroefdraad aan de buitenkant van de insert zelf een groef in de kunststof ‘snijdt’.”

“Voor insmelten wordt de insert verhit door een hete pin die midden in de insert wordt geplaatst. De insert op zijn beurt laat het kunststof materiaal waarin hij geplaatst wordt smelten. Een smelt-insert is voorzien van ribbels; als vervolgens het materiaal de tijd krijgt om af te koelen, wordt de insert verankerd in de kunststof. Het insmelten kost meer tijd dan het indraaien, omdat het materiaal verhit moet worden en ook weer af moet kunnen koelen. Dat is natuurlijk weer van invloed op de kosten voor het plaatsen van de inserts”.

Jan weet: “Voor TSG-producten wordt vrijwel altijd gekozen voor insmelten. Die producten moeten wel eerst 24-36 uur uitkrimpen en uitdampen, voordat we met de inserts aan de slag kunnen. De kunststof is immers vloeibaar, dus heet, de spuitgietmachine ingegaan en zal daarna krimpen als het afkoelt en de ontstane gassen uit de kunststof ontsnappen. Als tijdens het uitkrimpen de inserts al in de kunststof zouden zitten, kan het product bij de inserts zomaar gaan scheuren. De lange afkoelperiode die nodig is voordat we insert kunnen insmelten, zorgt natuurlijk wel voor een langere doorlooptijd in productie”.

“Ultrasoon lassen wordt gebruikt als de kunststof te hittebestendig is om te smelten. Het kunststof product wordt hiervoor in een speciaal voor dat product ontwikkelde mal gelegd. Ieder product vraagt zijn eigen mal, omdat het heel nauw komt hoe de inserts geplaatst worden. Eenmaal onder het lasapparaat worden handmatig de insert op de juiste plaats gezet waarna de stempel van het ultrasoon-lasapparaat op de inserts en het product wordt geplaatst.

Door hoogfrequentie ultrasoontrillingen wordt vervolgens de insert in het kunststof product verankerd. Ook deze inserts hebben ribbels. Ultrasoon-lassen is de snelste montagewijze, maar de benodigde mal brengt weer kosten met zich mee – deze mallen worden gemaakt door middel van 3D-printen of worden gefreesd uit aluminium. Het ultrasoon lassen maakt overigens een vreselijk geluid! Daarom gebeurt dit in een aparte ruimte en wordt altijd gehoorbescherming gebruikt” voegt Jan toe.

.
Het materiaal van de insert is ook van belang
Het materiaal van de inserts is verder ook een aandachtspunt en de keuze is afhankelijk van de gewenste wijze van montage en de gebruikseisen. “Pekago werkt voornamelijk met RVS en messing inserts. Messing geleidt warmte veel beter dan RVS. Daarom zal een messing insert sneller opwarmen en dus ook sneller insmelten. De keuze voor RVS wordt natuurlijk vaak gemaakt als het uiteindelijke product met vocht in aanraking gaat komen. Voordat we RVS inserts insmelten, warmen we ze vaak eerst op met een warmhoudplaat. Dan hebben we bij wijze van spreken koude koffie!"

Zo komt er toch behoorlijk wat kijken bij het plaatsen van een insert in kunststof. Maar wij doen dat al heel erg lang en heel erg vaak. We komen niet snel meer voor verrassingen te staan”.

Kunnen inserts voor een betere bevestiging van uw kunststof producten zorgen? We bekijken het graag samen met u. Bel voor een afspraak naar Irma de Graaf (013 - 5308077) of stuur een e-mail.