塑料注射成型使用注射成型機、熔化的塑料材料和精心設計的工具模具來批量生產(chǎn)塑料零件。然而，塑料并不是唯一可以注塑成型的材料；本文將表明，隨著技術的不斷發(fā)展，越來越多的材料將能夠在這種有利可圖的制造過程中發(fā)揮作用。在當今工業(yè)中，注塑成型在大大小小的消費品、商業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品中有著廣泛的用途，并為現(xiàn)代世界的材料成功做出了重大貢獻。這似乎有些夸張，但從電子產(chǎn)品到電器再到汽車，一切都依賴注塑成型來提供高度可重復、堅固且復雜的零件。

注塑行業(yè)有五種主要類型的注塑技術：每種技術都提供不同的材料和結果，以及特定應用中的成本降低。每種類型的注塑技術都配有自己類型的注塑機，該注塑機配備了適合其預期材料和所需最終產(chǎn)品的組件。注塑機分為三種不同類型。

請參閱以下注塑技術類型：

1. 氣體輔助注塑

在氣體輔助注射成型中，在熔融塑料之后立即將加壓惰性氣體（通常是氮氣）注射到模具中，迫使材料進入模具壁并在氣體原來所在的位置留下空腔。這種氣體允許在模具中內(nèi)置中空型材，但它還可以促進冷卻并通過均勻壁厚來防止變形，特別是在注塑模具的厚壁中。氣體輔助注塑成型的用途包括減少大型零件、中空產(chǎn)品和其他多孔設計的材料。

這種塑料注射成型的優(yōu)點在于其能夠減少材料使用和冷卻時間。氣泡將填充較厚的部分，當熔融塑料流向較冷的模具壁時，會減少翹曲并縮短冷卻時間。壓力還可以減少冷卻時發(fā)生的收縮，并最大限度地減少出現(xiàn)縮痕的機會。氣體輔助注塑還需要較低的鎖模力和整體殘余應力，從而實現(xiàn)更穩(wěn)定的注塑工藝。

氣體輔助注塑成型也有其局限性。它只能真正應用于單腔模具，否則，氣體通道會變得太復雜（如果多個腔彼此不同，這種情況會加劇）。此外，由于氣體與材料表面接觸的性質，一些材料可能會與氣體發(fā)生反應或變得霧狀。透明塑料特別容易出現(xiàn)這種效應，因此通常無法進行氣體輔助注塑成型。

氣體輔助注塑常用的材料有：

• 丙烯腈 C₃H₃N   丁二烯C₄H₆    苯乙烯C8H8
• 聚碳酸酯PC
• 高抗沖聚苯乙烯HIPS
• 尼龍PA
• 聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT
• 聚對苯二甲酸
• 聚丙烯醚
• 聚丙烯PP

和其他塑料材料。

2. 薄壁成型

在薄壁成型中，零件通過利用相對于零件整體尺寸的薄壁厚度，最大限度地節(jié)省材料和成本。薄壁成型允許 1-2mm 厚的壁，這既減少了周期時間，又增加了所需的注射壓力。專用薄壁注塑機在注塑機中具有最高的精度規(guī)格，因為薄壁成型通常用于小型零件。薄壁注塑成型的用途是小型、公差嚴格的應用，例如電子零件、外殼、醫(yī)療設備組件、管道等。

如前所述，薄壁注塑的優(yōu)點是節(jié)省成本和速度。與傳統(tǒng)注塑方法相比，薄壁塑料零件需要更少的材料，從而降低材料成本和總體資源消耗。周期時間也大大縮短，而且零件由于重量減輕，運輸過程中的排放量也減少了。薄壁注塑模具也可以由可回收塑料制成，薄壁零件可以減輕重型設備和汽車等基于燃料的應用的重量（從而減少排放）。

薄壁注塑的缺點是薄壁注塑模具和成型機較昂貴，并且其操作需要經(jīng)過培訓的成型技術人員。由于薄壁注塑模具需要極高的精度和低公差，因此幾乎沒有出錯的余地。技術人員和設計師必須仔細檢查項目中的缺陷來源和潛在的優(yōu)化，從而導致模具和整個項目的交貨時間更長。薄壁還需要更高的壓力，這意味著機器必須配備耐壓組件，這些組件需要平穩(wěn)運行數(shù)千次循環(huán)。

薄壁注塑常用的材料有：

• 尼龍
• 聚丙烯（PP）
• 聚酯纖維
• 聚苯乙烯
• 纖維素塑料
• 聚甲醛

等流動性好的塑料材料。

3.液態(tài)硅膠注射成型

液態(tài)硅膠注射成型可實現(xiàn)硅橡膠制品的批量生產(chǎn)。這種類型的注塑成型與其他注塑成型的不同之處在于，硅橡膠在技術上是一種熱固性橡膠，因此需要硫化（該過程為橡膠提供了有益的材料特性，如耐用性和柔韌性）。與將熔融塑料注入較冷模具的典型注塑成型相反，冷硅橡膠被注入加熱的模具型腔并硫化。這種注塑技術需要專用設備，例如混合器、計量裝置、完美密封的模具和其他組件。用途包括密封應用產(chǎn)品、連接器、其他塑料產(chǎn)品的包覆成型、嬰兒產(chǎn)品、生物相容性醫(yī)療產(chǎn)品、烘焙設備、絕緣產(chǎn)品等。

液態(tài)硅膠注射成型具有多種獨特的優(yōu)勢。該材料不需要任何熔化，可以保持液態(tài)，隨時可用。如果機器設計正確，硅膠通常會很快固化，并且?guī)缀醪粫a(chǎn)生毛刺/廢料。這種注塑技術通常使注射過程自動化，以減少操作員錯誤，并提供較低風險的過程，因為除了模具內(nèi)部之外，材料在任何時候都不會熱。有機硅產(chǎn)品是唯一的生物相容性材料之一，具有令人印象深刻的耐化學品、耐高溫和耐電性能，使其成為熱塑性塑料注塑成型選擇中的獨特產(chǎn)品。

液態(tài)硅膠注射成型并不完美；硅膠材料的硫化是一個不可逆的過程，這意味著一旦部件固定，就無法回頭。硅膠產(chǎn)品無法回收，如果出現(xiàn)錯誤，該材料無法像其他類型的注塑成型一樣返回庫存。此外，液體硅膠需要自己獨特的設備，這些設備可能更難以采購和定期維護。

液態(tài)硅膠注射成型常用的材料有：

• 標準硅膠
• 醫(yī)用級硅膠
• 耐有機硅
• 光學硅膠

和更多。

4. 結構泡沫成型

由于引入了由與惰性氣體（例如氮氣）或化學發(fā)泡劑混合的聚合物形成的復合材料，結構泡沫成型可以大規(guī)模生產(chǎn)非常大的零件。材料在液態(tài)下保持分離，然后在模具內(nèi)混合。然后將氣體/化學鼓風機添加到混合物中，引起化學反應的變化，從而形成低密度、快速膨脹的泡沫。隨著泡沫膨脹和固化，內(nèi)部保留其高孔隙率核心，而泡沫和模具之間的表面界面塌陷，在零件外部形成高密度保護層。由此產(chǎn)生的注塑模具是一種輕質、柔韌且堅固的泡沫產(chǎn)品。結構泡沫成型的用途包括汽車車頂、醫(yī)療設備外殼、滑雪板、

結構泡沫注射成型的優(yōu)點在于能夠制造大型、輕質、堅固且具有成本效益的零件。結構泡沫部件可以擴展到汽車車頂和其他大型產(chǎn)品的尺寸，并且由于其固有的孔隙率而使用更少的材料。此外，這種多孔特性有助于減輕重量，而不會影響強度；結構泡沫部件堅固耐用，硬度比固體聚合物高出 8 倍。結構泡沫注射成型易于成型，因為它可以輕松克服不同厚度的壁，在過程中承受的應力較小，不易翹曲，并且損壞模具和機器的發(fā)生率較低。結構泡沫部件的生產(chǎn)速度也很快，易于涂漆，并且基本上不受溫差的影響。

結構泡沫成型的缺點主要是由泡沫材料造成的，因為表面光潔度粗糙，壁厚不能低于 1/4 英寸，并且通常比其他類型的注射成型需要更多的后處理。此外，結構泡沫成型的生產(chǎn)速度比其他注射成型技術低。

結構發(fā)泡注射成型常用的材料有：

• 聚氨酯
• 聚碳酸酯
• 聚苯醚（Noryl）
• 聚對苯二甲酸丁二醇酯
• 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯

以及其他可以在泡沫中工作的塑料材料。

5. 金屬注射成型

金屬注射成型可能是最新、最獨特的注射成型類型允許生產(chǎn)注塑金屬產(chǎn)品。在此過程中，金屬粉末和粘合劑被混合并造粒。然后，這種所謂的“原料”被注射到注射裝置中，在那里模制出原始產(chǎn)品。成型后，零件在溶劑中清洗，并熱脫粘其粘合劑材料，留下全金屬（但仍然多孔）的產(chǎn)品。脫粘的產(chǎn)品在燒結爐中進一步強化，其中金屬顆粒聚結成固體基體（通常在真空下達到高固體密度），然后該部件準備好進行額外的后處理程序，如精加工、熱處理等。該工藝用于一步批量生產(chǎn)小型（<100g）金屬部件，例如手動工具頭、機械部件、連桿、汽車和航空航天部件等。

金屬注射成型的優(yōu)點是能夠制造以前無法使用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的金屬零件。此外，可以一步成型大量零件，這可以與更常見的小型金屬零件鑄造工藝相媲美。它還為最終產(chǎn)品提供高保真度特征，例如滾花、孔和其他精細細節(jié)。壁厚可以以較窄的尺寸公差（數(shù)百微米）制造，并且?guī)缀鯖]有浪費（與所有其他金屬制造技術相比，這是一個顯著的優(yōu)勢）。

這種注塑技術的主要缺點是價格昂貴，并且僅限于較小體積和尺寸的零件。金屬注射成型所需的設備相當昂貴，到目前為止，金屬注射成型的用途是需要極其復雜和詳細的金屬零件的高端應用。

金屬注射成型常用的材料包括：

• 不銹鋼
• 碳化鎢
• 各種合金
• 鈷鉻合金
• 鈦
• 鎳超級合金
• 鉬基金屬
• 復合材料

和更多。

注塑技術的應用領域有哪些？

塑料注射成型作為大批量制造塑料零件的一種手段在整個行業(yè)中得到應用。鑒于可用的各種類型的注塑成型及其受歡迎程度，理論上它的應用是無窮無盡的。盡管如此，仍有一些核心用途是注塑工藝特別擅長的。注塑成型應用的示例包括（但不限于）：

• 汽車零部件
• 食品和飲料包裝
• 庫存材料（線軸、棒材、管材等）
• 玩具和雕像
• 家具部件
• 固定裝置和緊固件
• 機械部件（齒輪、閥門、泵、連桿等）
• 電子硬件和外殼
• 醫(yī)療器械零部件
• 通用塑料件

還有很多很多。

無論具體應用如何，注塑成型都是一種高效、低浪費、低后處理程序。大多數(shù)零件從模具中取出即可使用，如果不是，則只需進行少量的后處理步驟即可完成。注塑成型的周轉率確實令人印象深刻，在一個典型的工作日內(nèi)會成型數(shù)千到數(shù)萬個零件（取決于設計）。注塑成型因其有效性而廣泛分布于整個行業(yè)，為制造商帶來高產(chǎn)量、高重復性和高可靠性，最終帶來長期穩(wěn)定的利潤。

欲了解更多信息，請參閱我們的注塑成型應用指南。

使用注塑技術有哪些優(yōu)勢？

使用注射成型技術的優(yōu)點是：

• 注塑成型具有令人難以置信的成本效益，特別是在一個工作日打印數(shù)千到數(shù)萬個零件的大批量應用中。
• 注塑成型提供許多不同的材料，包括通用材料和特種材料。
• 注塑成型為產(chǎn)品開發(fā)人員提供了巨大的設計自由度，并且僅受到模具設計、材料規(guī)格和成本的限制。
• 注塑零件可以小到一粒米（或更?。部梢源蟮狡噧x表板，具體取決于所使用的注塑成型的具體類型。
• 注塑成型可以生產(chǎn)高度復雜的零件，否則用傳統(tǒng)的減材制造方法生產(chǎn)這些零件會非常耗時或困難。
• 注塑成型是一種低/無廢料的制造方法，廢料通?？梢?100% 回收并重新研磨成新注塑模具的庫存材料。

有關更多信息，請參閱我們有關注塑成型優(yōu)點的文章。

注塑技術中使用哪些機器？

注塑技術中使用的機器可分為三種主要類型：

1. 液壓機：液壓機是最早開發(fā)的注射機類型，主要由液壓驅動裝置提供動力。它們提供大的鎖模力，是最傳統(tǒng)的注塑機，具有各種新的和二手的機器和零件市場。液壓注塑機通常用于汽車和重工業(yè)的厚壁大型應用。
2. 電機：電機（也稱為全電動或伺服電機）由伺服電機驅動，并在所有軸上提供無與倫比的控制。它們是液壓模型的更新，更節(jié)能、更清潔、更準確、更安靜。它們的購買和維修成本更高，但平均壽命比液壓模型更長。電動注塑機通常用于潔凈室應用，生產(chǎn)生物力學、制藥和醫(yī)療器械產(chǎn)品的中小型零件。
3. 混合動力機器：混合動力機器結合了液壓和電機技術，以提供兩種系統(tǒng)的最佳性能。它們的鎖模力高于全電動型號，但其控制和精度優(yōu)于純液壓機。它們的效率、可靠性、可控性和維護要求與以前的機器相當或更好。雖然混合注塑機的成本更高，操作和維修也更具挑戰(zhàn)性，但它正在迅速獲得關注并降低價格。它們的應用包括醫(yī)療產(chǎn)品、重型設備的大批量生產(chǎn)，以及小尺寸和大尺寸的一般和特定行業(yè)用途。

欲了解更多信息，請參閱我們有關注塑機的文章。

概括

本文介紹了注塑成型技術的類型以及它們?nèi)绾螢橹圃焯峁┆毺氐膬?yōu)勢。

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