In-Mold-Assembly: Hochleistungs-fertigung mit fortschrittlicher Einbettungs-technologie

Definition des In-Mold-Assembly

Das In-Mold-Assembly (IMA) ist ein Mehrschuss-Spritzgießverfahren, bei dem vorgefertigte Metalleinleger – etwa Klemmen, Hochstrom-Busbars oder Leadframes – bereits bei der ersten Einspritzung („Pre-Mold“) in das Werkzeug eingelegt werden. In der zweiten (und jeder weiteren) Schussfolge umfließt die Kunststoffschmelze diese Einleger vollständig und kapselt sie dauerhaft in das Bauteil ein. Durch das direkte Einbetten leitfähiger oder struktureller Elemente im ersten Zyklus entfallen sämtliche zeitaufwendigen Pick-and-Place- sowie Schraub- oder Klebe-Montageschritte herkömmlicher Nachbearbeitungen.

 

 

Unterschied zwischen herkömmlicher Montage und In-Mold-Assembly

Typ/Position	Herkömmliche Montage	In-Mold-Assembly (IMA)
Prozessablauf	Teile werden separat gefertigt und anschließend in einem Folgeprozess zusammengefügt.	Spritzguss und Montage erfolgen in einem einzigen Arbeitsgang.
Produktions­geschwindigkeit	Lange Nacharbeits-Schritte verlängern die Zykluszeiten.	Sekundärschritte entfallen, Zykluszeiten verkürzen sich drastisch.
Genauigkeit	Manuelle Platzierung oder separate Montage-Toleranzen führen zu Abweichungen.	Präzise, wiederholgenaue Bauteilpositionierung direkt im Werkzeug.
Bauteil­festigkeit	Fügestellen und Klebstoffe bilden Schwachpunkte.	Übermoldung bindet Komponenten zu einer robusten Gesamtstruktur mit weniger Ausfallstellen.
Kosten­effizienz	Hohe Lohnkosten, Materialabfall (z. B. Klebstoff) und zusätzlicher Anlagenbedarf.	Weniger Prozessschritte senken Lohn- und Materialkosten und reduzieren den Anlagenbedarf.

 

 

Ablauf des In-Mold-Assembly

 

Beim Übermold-Verfahren werden zwei oder mehr Materialien zu einem einzigen, funktionsintegrierten Bauteil kombiniert; häufig werden dabei Funktions­elemente wie Klemmen oder Busbars eingebettet, um Strukturfestigkeit und Zuverlässigkeit zu erhöhen. Das In-Mold-Assembly verfeinert dieses Konzept, indem vorgefertigte Einleger – in der Regel Metallteile – direkt im Werkzeug platziert werden, wodurch sämtliche Downstream-Pick-and-Place- und Befestigungs­schritte entfallen. IMA läuft in zwei Phasen (»Erster Schuss und Zweiter Schuss« bzw. »Pre-Mold und Übermold«) ab, jeweils in einer eigenen Kavität:

1. Erster Schuss (Pre-Mold): Kunststoffschmelze wird eingespritzt, um das Grundsubstrat zu formen. Metalleinleger (z. B. Klemmen) können gleichzeitig eingelegt werden. Beim Erstarren fixiert der Kunststoff die Einleger form- und kraftschlüssig.
2. Zweiter Schuss (Übermold): Das vorgeformte Substrat wird in ein zweites Werkzeug umgesetzt. Ein Sekundärmaterial umschließt oder überformt die vorhandene Struktur. Dabei lassen sich mehrere Pre-Mold-Teile zu einer Einheit verbinden oder zusätzliche Einleger (Buchsen, Befestiger) für mechanische oder Dichtfunktionen integrieren.

Je nach Materialwahl und Werkzeug­design verbinden sich die Polymere über mechanische Verzapfung oder chemische Adhäsion. Nach dem Abkühlen entsteht ein vollständig integriertes Bauteil – inklusive eingebetteter Metall­elemente – ohne nachträgliche manuelle Montage.

 

 

Anwendungs­bereiche des In-Mold-Assembly

 

Automotive- und EV-In-Mold-Assembly: Moderne Fahrzeuge erfordern leichte, zugleich robuste Bauteile mit integrierten Elektronik- und Leistungs­funktionen. Durch das Einbetten von Metalleinlegern – etwa Leadframes – direkt in Strukturteile (z. B. Gehäuse von Ladeports, Batteriemodulen, Leistungs­verteilungs-Einheiten, Sensorgehäusen) entstehen schlanke Strompfade ohne voluminöse Kabelbäume. Diese Integration vereinfacht die Montage, senkt Fehlerraten und steigert Sicherheit, Zuverlässigkeit sowie Gesamt­performance. Zudem erfüllen die Komponenten strenge IPX-Schutzprüfungen (z. B. IPX9) und bieten vollständige Wasser- und Staubdichtheit unter härtesten Bedingungen. Die nachfolgende Liste zeigt exemplarisch den funktionalen Einsatz des In-Mold-Assembly im Fahrzeug.

 Automotive Pre-Mold- & Übermold-Bauteile

 

 

 

 

Consumer- & Elektronik-In-Mold-Assembly: IoT-Module, Industrie­sensor­gehäuse, LED-Leuchten, medizinische Monitoring-Geräte und Gehäuse für Elektrowerkzeuge – der Bedarf an kompakten, funktions­integrierten Designs ist ungebrochen. Das Einbetten leitfähiger Elemente wie Busbars, Leadframes und Klemmen direkt in Spritzguss-Gehäuse ermöglicht optimierte PCB-Layouts, bessere Wärme­ableitung und geringere elektromagnetische Störungen. Diese Tiefen­integration beschleunigt die Fertigung, reduziert Materialabfall und führt zu robusteren, zuverlässigeren Produkten für raue Industrie- und High-Tech-Anwendungen.

 Consumer- & Elektronik-Pre-Mold- & Übermold-Bauteile

 

 

  

Vorteile des In-Mold-Assembly

1. Integrierte Strompfade: IMA erzeugt nieder­ohmige Leiterbahnen mit perfekter Ausrichtung und eliminiert sekundäre Verdrahtung sowie lose Steckverbinder.
2. Eingebaute Isolation: Um eingebettete Einleger – Busbars, Steckverbinder, Pins – können isolierende Kunststoff­barrieren konstruiert werden, um Kurzschlüsse zu verhindern und EMV-Störungen in Mischsignal-Umgebungen zu minimieren.
3. Material­einsparung: Das direkte Integrieren von Metallteilen oder Mikro-Steckern in den Kunststoff spart Leiterplattenfläche und reduziert Kabelvolumen – entscheidend für Automotive-, Luft- und Raumfahrt- sowie kompakte Industrieelektronik.
4. Optimiertes Thermo-Management: Eingebettete Metallelemente lassen sich so positionieren, dass sie als Wärmeleitpfade fungieren und Hitze von empfindlichen Bauteilen ableiten – ideal für Leistungs­module und LED-Baugruppen.
5. Kostensenkung: Weniger Einzelteile (keine separaten Kabelbäume oder Gehäuse) und weniger Montage­stufen senken Material- und Prozesskosten und erhöhen die Wettbewerbs­fähigkeit des Designs.
6. Erhöhte Haltbarkeit: IMA umschließt Busbars, Leadframes, Klemmen und Steckverbinder mit einer schützenden Polymerhaut, die vor Vibration, Feuchtigkeit und Umweltbelastung schützt und die Lebensdauer verlängert.

 

 

Layanas In-Mold-Assembly-Kompetenz

Wir verbinden Übermold- und Insert-Molding-Technologien mit präzisem Progressiv-Stanz­verfahren – alles im eigenen Haus. So entstehen robuste Hochleistungs­baugruppen für vielfältige Anwendungen.

 

Bi-Material-Integration bei Layana – zentrale Vorteile Konstruktions­freiheit & Miniaturisierung: Der integrierte Prozess und die umfassende DFM-Unterstützung geben Designern Spielraum für kompakte, multifunktionale Bauteile mit hohen Leistungs­anforderungen. Vereinfachte Produktion & Supply-Chain-Effizienz: Da sowohl Metallstanzen als auch Kunststoff­spritzguss intern erfolgen, reduziert Layana logistische Komplexität sowie externe Stör­einflüsse. Durchgängige Automations-Skalierung: Das interne Industrie-Automationsteam ermöglicht den reibungs­losen Übergang von manuellen Linien über halbautomatische Stufen bis hin zu voll­automatisierten Systemen – exakt abgestimmt auf den aktuellen Produktbedarf.

Fazit

In der heutigen wettbewerbs­intensiven Fertigungslandschaft suchen Unternehmen ständig nach Wegen, Effizienz zu steigern und Produktqualität zu erhöhen. Das In-Mold-Assembly hat sich dabei als Game-Changer erwiesen, da es mehrstufige Arbeitsschritte durch einen einzigen, integrierten Formprozess ersetzt. Layana zählt zu den führenden Spezialisten dieser Technologie und vereint Kunststoff-Spritzguss und Metall-Stanztechnik mit einem vollständigen hausinternen Leistungs­portfolio – von Industrie-Automation bis hin zu Werkzeug­konstruktion und -fertigung. Dieser End-to-End-Ansatz ermöglicht Layana schnelle, präzise Lösungen für komplexe Leadframe-Pre-Mold- und Übermold-Designs in der Leistungs­elektronik und bei EV-Anwendungen der nächsten Generation.