塑料注射成型徹底改變了大規(guī)模生產(chǎn)。它使制造商能夠制造大量且質(zhì)量一致的零件。自耳戰(zhàn)后工業(yè)繁榮以來，塑料注射工藝通過結(jié)合新技術(shù)和對(duì)工藝的更深入了解而得到改進(jìn)。 

如今，注塑成型領(lǐng)域的新進(jìn)步繼續(xù)推動(dòng)著行業(yè)向前發(fā)展。氣體輔助注射等創(chuàng)新技術(shù)的開發(fā)是為了改進(jìn)注射成型工藝本身，而新軟件可以幫助工程師簡化設(shè)計(jì)和裝配線階段。本文將探討制造商如何從最新技術(shù)中受益。

注塑成型的進(jìn)步

創(chuàng)新推動(dòng)塑料注射成型從 19 世紀(jì)末的一種小眾生產(chǎn)方法發(fā)展成為價(jià)值數(shù)十億美元的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)。與今天一樣，制造商不斷突破工藝極限，為客戶制造輕質(zhì)、定制的注塑零件。以下是注塑成型領(lǐng)域的四項(xiàng)進(jìn)步，它們可以為制造商提供令人驚嘆的零件加工和優(yōu)化周期時(shí)間的新方法。

1. 氣體輔助注射成型 

填充復(fù)雜的模具形狀可能很困難。無論成型商的經(jīng)驗(yàn)水平如何，復(fù)雜的模具都會(huì)使零件缺陷難以避免。一項(xiàng)新技術(shù)使用氣體輔助注射過程，改善熔融材料在復(fù)雜模具中的均勻分布。與典型的注射工藝一樣，樹脂被注射到模具中，但在這種情況下，最初僅填充了約 70% 的空間。當(dāng)熔化的樹脂冷卻時(shí)，氣體（通常是氮?dú)饣蚨趸迹┩ㄟ^單獨(dú)的噴嘴注入模具的填充部分。這迫使液化塑料進(jìn)入未填充的部分。 

由于氣體注入，樹脂在構(gòu)成零件形狀的表面上凝固，但內(nèi)部卻是空心的。然后氣體壓力釋放，部件從模具中彈出，就像任何其他注射部件一樣。

氣體輔助成型還具有其他三個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 

• 它限制了生產(chǎn)零件所需的材料量，從而減少浪費(fèi)并節(jié)省資金。
• 加壓使流線或凹痕等表面缺陷不再常見。
• 由于壓縮氣體的作用，樹脂本身在固化時(shí)不太可能收縮，從而產(chǎn)生更堅(jiān)固的部件。

氣體注射成型等先進(jìn)技術(shù)可幫助制造商輕松批量生產(chǎn)復(fù)雜形狀，并隨著對(duì)輕質(zhì)復(fù)雜零件需求的增加而繼續(xù)推動(dòng)行業(yè)向前發(fā)展。

2.結(jié)構(gòu)泡沫成型

隨著市場對(duì)輕質(zhì)部件的需求增加，更多的金屬部件被塑料取代。除了更輕之外，塑料部件通常制造成本更低，具有更好的耐腐蝕性，并且如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，還具有相似的熱性能和機(jī)械性能。結(jié)構(gòu)泡沫成型使這些轉(zhuǎn)換變得更加容易。

結(jié)構(gòu)泡沫是一種由熔化的熱固性塑料或熱塑性塑料和氮?dú)獾葰怏w組成的復(fù)合材料。氣體與樹脂混合并在混合物注入模具后膨脹。結(jié)果不是一個(gè)固體物體，而是由兩個(gè)部分組成的形狀 - 低密度“泡沫”芯和構(gòu)成零件外表面的高密度“表皮”。與氣體輔助成型一樣，海綿狀芯使零件的整體重量保持較低，而表皮則幫助零件保持剛性和強(qiáng)度。同樣，結(jié)構(gòu)泡沫成型可用于實(shí)現(xiàn)典型注塑模具無法實(shí)現(xiàn)的零件幾何形狀和流動(dòng)長度。

結(jié)構(gòu)泡沫是一種經(jīng)濟(jì)高效的工藝。由于復(fù)合材料由氣體浸漬的塑料熔體組成，因此成型機(jī)可以在比氣體注射模具更低的壓力和鎖模力下運(yùn)行。這意味著鋁等低成本材料是模具的可行選擇。

3. 注塑包覆成型

注塑包覆成型通過三個(gè)步驟生成單個(gè)零件：

• 首先創(chuàng)建由金屬或塑料制成的底座部件。 
• 將包覆成型工具和底座部件組裝到包覆成型機(jī)中。 
• 注入新材料（通常是熱塑性彈性體或液體硅橡膠（LSR））以形成包覆成型部分。 

一些材料在包覆成型過程中形成化學(xué)鍵，而另一些材料則不能并且需要機(jī)械特征來防止分離。包覆成型零件可設(shè)計(jì)用于任一粘合方式。 

包覆成型可以降低生產(chǎn)成本，就像氣體輔助成型和結(jié)構(gòu)泡沫成型一樣，它們可以用塑料代替金屬部件。與類似的金屬結(jié)構(gòu)相比，這些部件的沖擊和振動(dòng)效應(yīng)也更小，從而保護(hù)部件并延長其使用壽命?，F(xiàn)在，包覆成型在彩色牙刷和電動(dòng)工具手柄等物品中很常見。

4. 注塑軟件

注塑軟件的新進(jìn)步（例如模流模擬和結(jié)構(gòu)分析軟件）使設(shè)計(jì)人員和制造商能夠模擬模具的填充方式并預(yù)測(cè)產(chǎn)品在負(fù)載下將如何失效。這些相同的程序可以幫助工程師設(shè)計(jì)氣體輔助和結(jié)構(gòu)泡沫模具和產(chǎn)品。其他用于注塑成型的新軟件，包括使用機(jī)器人拾取器和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備，有助于實(shí)現(xiàn)將部件移入和移出模具的勞動(dòng)密集型過程的自動(dòng)化。

可制造性設(shè)計(jì) (DFM) 實(shí)踐也有助于注射塑料產(chǎn)品的開發(fā)和加工。當(dāng) DFM 與新軟件結(jié)合使用時(shí)，制造商可以受益于減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間、交貨時(shí)間、原型設(shè)計(jì)成本和模具成本。所有這些改進(jìn)都有助于優(yōu)化流程并最大化收入。

塑料注射成型是一個(gè)價(jià)值數(shù)十億美元的行業(yè)，隨著創(chuàng)新和新進(jìn)步推動(dòng)行業(yè)向前發(fā)展，該行業(yè)將持續(xù)增長。氣體輔助成型、結(jié)構(gòu)泡沫成型和包覆成型等特殊形式的注塑成型以及新的先進(jìn)軟件的使用無疑將在行業(yè)內(nèi)繼續(xù)擴(kuò)展，使制造商能夠滿足客戶對(duì)復(fù)雜、輕質(zhì)零件幾何形狀的需求。隨著更多新技術(shù)的出現(xiàn)，那些緩慢采用此類創(chuàng)新的制造商可能面臨被拋在后面的風(fēng)險(xiǎn)。

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