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注塑成型:工艺、原型、优势和成本

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发表于 2022-5-30 15:00:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
注塑成型是一种用于批量生产相同塑料零件的制造工艺。这是一种塑料注射方法,将熔融塑料插入模具中,以生产模腔形状的零件,从而创建模型塑料零件的物理表示。塑料注射成型自 19 世纪后期就已经存在,并且继续流行。如果您环顾四周,注塑件无处不在,从键盘上的按键到汽车仪表板,再到 X-Wing 乐高套装。

塑料注射成型工艺通常用于快速需要大量零件、零件价格需要保持较低水平以及所有零件的尺寸和其他指标需要相同的情况。这个过程的主要好处是它的成本效益;有时,大规模零件的成本仅为每件几美分。“大规模”通常是指从数千到数十万个零件的数量。然而,它也是可重复性最高的制造工艺之一,与 CNC 加工甚至 3D 打印相比,它的材料、颜色和化妆品种类也最多。

注塑成型的优点是什么?
塑料注射成型的优点包括均匀性、降低成本和快速大批量生产。此外,注塑件具有出色的稳定性,其废料可以回收利用,有助于消除浪费。

提供统一性:使用相同的模具成型所有零件,确保零件保持相同的尺寸,而无需付出多少努力(因此也降低了成本)。与 CNC 加工或 3D 打印的零件相比,零件公差可以达到 +/- 0.125 毫米(0.005 英寸),通常在 +/- 0.500 毫米(0.020 英寸)。
制造几乎相同的零件:由于生产的所有零件都来自相同的少数模具,因此即使具有详细特征或复杂几何形状的零件也保持一致。
降低成本:由于注塑成型的性质,您生产的零件越多,您每件支付的费用就越少。一旦设置了初始设备和材料,这种制造方式几乎不需要人工或时间费用。注塑成型是大规模生产塑料最便宜的工艺,因为它每天可以生产成百上千个零件。
提高生产速度:其他制造方法(包括 CNC 加工和 3D 打印)需要围绕每个零件进行更多工作,而注塑成型只需要注射材料和冷却时间来制造零件(某些零件类型确实需要二次加工,具体取决于其应用, 然而)。还可以通过包括模具气蚀(每个模具内的中空形式的数量)来增加产量。然而,重要的是要注意,这仅适用于已经制作工具的情况。模具创建增加了新模制零件的交货时间。
有益兼容性:某些形式的注塑成型(如包覆成型和嵌件成型)可以使用多种材料来制造单个零件。据估计,注塑成型本身可以使用超过 18,000 种热塑性塑料、热固性塑料和弹性体。这意味着很容易创建与它们将与之交互的组件兼容的部件。
能够以更少的费用制造复杂的零件:由于它涉及将塑料填充到模具中,因此可以通过这种方法大批量制造复杂而复杂的零件,而无需大量的劳动力或时间。确保设计遵循注塑模具最佳实践非常重要,我们将进一步详细介绍。
材料灵活性:由于注塑成型可以利用成千上万种塑料和添加剂,因此更容易找到具有您所需性能的塑料。
稳定性:注塑成型零件是各向同性的,这意味着它们形成了一个实心零件。这使它们比某些 3D 打印部件更坚固、更可靠,因此在需要更换之前它们的使用寿命更长。
材料可回收性:注塑成型可以重复使用废料,减少浪费和购买更多材料的需要。
劳动力成本低:由于注塑成型主要由机器运行,劳动力成本仅限于监督、质量检查和其他类似任务。
注塑成型的缺点是什么?
在大多数情况下,注塑成型的缺点包括单个原型或小批量生产的高价格,以及一旦创建工具就缺乏设计灵活性。用这种工艺制造的零件也必须保持小尺寸,并且它们有一定的设计限制,如果忽略它们将大大提高价格。

不适合小批量生产:定制工具(包括模具、固定装置、夹具和其他设备)的制造成本很高。还有与设置模具和购买要成型的塑料相关的成本。任何想要开始注塑成型的人都应该确保他们想要生产的零件数量从财务角度来看是有意义的。
初始交货时间长:制造工具可能需要 5-7 周,制造和运送实际零件可能需要 2-4 周。那些还没有为他们设置注塑成型的人会发现 CNC 加工或 3D 打印的周转时间更快。
缺乏设计灵活性:模具一旦创建,就很难或不可能进行更改。任何重大的设计更改都必须使用新模具,因此确保进入第一个模具的设计是您想要的非常重要。
生产零件尺寸的限制:虽然大型注塑件是可能的,但它们也更难制造,因此更昂贵。不过,汽车门板或车体等产品可以注塑成型。
某些设计难以完成:使用这种方法生产的零件应具有均匀厚度的壁、拔模斜度(允许零件与模具分离)以及很少或没有底切。在注塑成型的零件中可能会出现一些底切,不平整的墙壁也是如此,但由于生产它们的难度增加,它们会推高价格。
当零件生产无法在这些限制范围内工作时,其他制造方法(例如 3D 打印)就会接管。对于需要频繁更改、较小的生产运行和快速周转时间的零件设计,最好使用 3D 打印。3D 打印也最适合用于小零件。

什么是塑料注射成型工艺?
塑料注射成型工艺将液体材料注入模具中以冷却成零件。它具有四个关键步骤:夹紧、注射、冷却和顶出。

夹紧。将铝或钢模具的两半固定在一起,以准备注入熔融材料时产生的巨大压力。
注射。将粒化树脂加热至熔融状态并注入模具中。一旦注入大部分塑料,就会发生保压和保持,在此施加压力以确保塑料已填充模具的所有部分。
冷却。零件冷却并固化成最终的塑料零件。这可能需要几秒钟到几分钟的时间。
弹射。然后自动或手动弹出模制塑料零件,然后重新开始下一个零件的过程。
整体塑料注射成型是一个相当自动化的过程,因此除了监督之外几乎不需要人工。

注塑成型的用途是什么?
塑料注塑成型用于所有行业,从静电消散电子外壳到石油和天然气行业的自润滑部件。一些最常见的应用包括:

消费品:该行业通常使用廉价、机械强度高的塑料(如 PVC),将注塑成型用于手持物品、存储容器和物联网容器。
航空航天公司使用涡轮机外壳和叶片、泵齿轮和阀座等产品,这些产品由 PEEK 和 PAI 等工程塑料制成,这两种材料都可以承受飞机所见的各种温度。
电子产品:在该领域,注塑成型部件包括许多包覆成型部件,如电线电缆和连接器。通常使用的材料包括静电消散塑料,如 ABS 和 ABS 混合物。
医疗制造商将注塑成型用于医疗工具、灯或显示器支撑臂、输液泵、心电图机和断层成像机中的产品部件。医疗公司将使用不吸收水分并且可以通过蒸汽、辐射或气体进行消毒的塑料。一些所需的塑料对透明部件也有透明度要求。常用的塑料包括 PEEK、聚碳酸酯和聚苯乙烯,但不包括尼龙,因为它会吸收水分。
能源和石油公司使用耐高温塑料,几乎没有吸湿性。这包括 PEEK,它是中性的耐高温,PTFE,它具有高热变形特性。他们还通常使用尼龙,这种尼龙具有自润滑性,可以承受很宽的温度范围。这些公司需要诸如嵌件成型阀门、电气连接器、密封件、管道保护和衬里等产品。
汽车:由于汽车最终会在各种气候和运行条件下运行,汽车公司将使用具有广泛耐化学性和耐温性的材料。包括门板和发动机部件在内的零件通常使用玻璃填充尼龙制造,因为玻璃增加了保险杠等产品的刚度。其他流行的材料包括 PBT、PPE-PS 和具有高耐化学性的聚醚酰亚胺。
什么是注塑成型原型?
注塑成型原型是在设计、测试和开发阶段为测试和推广而创建的数十个注塑成型产品的廉价生产、相对短期的组。更具体地说,公司将希望创建原型以:

证明零件设计可以专门使用这种方法
确保注塑成型的最终部件不会出现基于材料或工具的设计问题
用于消费者研究或促销
测试零件,包括找出化妆品
向潜在的经销商展示零件
获得使用其他方式无法实现的特定材料或饰面,例如创建聚苯乙烯部件(无法打印)
通过使用单腔模具、更便宜的工具材料以及制造它们的自动化程度较低,这些零件的生产成本更低。并非所有行业都会为注塑成型创建原型;那些时间紧迫或使用离岸制造商的人通常会跳过该过程的这一步。

但是,某些零件类型最好先制作原型。制造小型产品(如隐形眼镜盒)的公司稍后会在多腔模具中具有许多孔,然后会发现原型制作更有帮助,然后再投资具有数十个腔的模具。此外,在大规模制造零件时有大量法规的公司(例如医疗行业的公司)使用注塑模具原型来制造用于研究的零件,而无需通过产品用于消费者所需的法规和认证流程。这使他们能够在通过审批流程后避免代价高昂的错误。像 Xometry 这样获得ISO 13485 认证的公司也可以为医疗公司进行全面的生产运行。

通常原型零件将由商品塑料制成,如聚碳酸酯、尼龙、聚丙烯和 ABS,以及弹性体,如 TPE、TPU 和 SAN。一些树脂也需要特殊模具。例如,PEEK 需要一个加热模具,而不是更标准的冷却模具,后者只散发液态塑料的热量,而不是首先加热以保持液态。

注塑成型的种类有哪些?
塑料注塑成型类型包括从嵌件和单腔模具到复杂工具(如主单元模具 (MUD) 模具)的广泛范围。进一步来说:

单腔模具或工具通常用于小批量批次。单腔工具有一个腔,因此它们在每个注射循环中生产一个零件。它们有时被称为单印模工具。
多型腔工具,也称为多压模工具,由同一零件的重复型腔组成,并允许在单个循环中生产多个零件。多腔模具还共享一个流道系统,可以减少每个零件的废料或废料百分比,从而节省生产成本。在尽可能高效地生产大量零件时,多腔工具非常重要。这种模具通常以偶数生产,并且可以有 2、4、8 和更多的型腔。需要注意的是,添加型腔会增加工具的复杂性和制造时间,与单型腔工具相比,这会显着增加工具成本。
家庭模具工具是一种多腔工具,其中每个腔都是独特的零件设计。与为每个零件设计制作单独的工具相比,家庭工具共享相同的模具,从而降低了总体成本。家庭模具在小批量或原型生产中很受欢迎。如果族工具中的零件共享相同的材料、尺寸范围和颜色,则该工具可以共享循环时间以同时生产多个零件。这些部件通常使用流道关闭装置单独运行。
Master Unit Die (MUD) 模具使用保留在成型机中的通用框架,同时添加或移除可互换的嵌件以定义型腔的形状。这通常比传统的定制加工模具更具成本效益,并且可以加快生产时间。这使其可用于原型设计和小批量生产。如果零件设计、浇注系统、滑块或型芯可以安装在可更换刀片内,则 MUD 工具可以设计为单腔、多腔或系列工具。然而,MUD 模具不用于生产超过 100,000 个单位,因为这种数量的零件通常需要高级成型定制。
嵌件模具是一种工具,其中金属部件(例如螺纹件或铜导体)被牢固地放置在模具型腔中并粘合到塑料部件上。通常情况下,插入模具比敲击或安装插入件作为成型的二次操作更快。嵌件模具减少了通过超声波和热桩攻丝插入手动组装零件所需的劳动力和时间。它还通过机械方式合并两种材料来提高组件的可靠性。
包覆成型是指一种塑料材料被模制在另一个塑料部件上,例如牙刷柄塑料上的橡胶把手。包覆成型通常包括首先模制刚性基板,然后将部件插入第二个工具中以在基板上模制第二材料。二次注塑或 2K 模具使用专用设备(例如多个型腔和自动工具)自动加热和喂入两种单独的材料,从而使包覆成型过程自动化。由于模具成本高,二次模具最好用于生产。
液态硅胶成型与热塑性注塑成型的不同之处在于它使用液态硅胶材料,这种材料是热固性的,一旦成型就不能熔化。该过程是相同的,因为它需要机加工工具、高注射压力和类似的弹出机构。
压缩成型使用预热的开腔侧模具,将称为装料的材料送入其中。立式液压机下降以将材料形成最终零件。压缩成型对于扁平或简单的零件是有利的,因为由于模具的简单性,它的成本较低。
传递模塑是在类似于使用立式液压机的压缩模塑的过程中将塑料材料压入模具中。然而,传递模塑与注射模塑相似,因为模具是封闭的,并从另一个腔室转移到模腔中。
3D 打印模具是可能的,但大多数为企业服务的公司不打印模具,因为涉及的错误率较高。
所有塑料注射成型服务都涉及将熔化的塑料注射到模具中,然后冷却并作为零件弹出。然而,在该领域内有更具体的制造类型,包括包覆成型、注塑成型和压缩成型。

哪些产品可以注塑成型?
注塑成型的产品包括家具、汽车零件、食品等。进一步来说:  

建筑产品,例如屋顶通风口
食品和饮料物品,例如杯子或托盘
玩具,包括模型或玩具家具
电子外壳,如遥控器外壳
汽车保险杠等汽车零部件
利器容器等保健产品
注塑成型比 3D 打印更好吗?
塑料注射成型比 3D 打印更适合更大的生产运行、更坚固的零件、更快的生产以及可以使用的更多种类的材料,包括填充物。由于注塑成型的制造过程仅涉及塑料的注射和冷却,因此最多可以在几分钟内形成零件,而不是通过 3D 打印逐层创建零件。这使得制造更多零件的速度比 3D 打印机更快,尽管构建模具和其他设置意味着注塑成型具有更长的原始交货时间。零件也更坚固,因为它们不依赖于每层塑料之间的粘合,这对于汽车保险杠等产品很重要。同时,几乎所有的塑料都可以注塑成型,

注塑成型环保吗?
与其他塑料制造工艺相比,塑料注射成型是环保的。由于该技术仅使用填充模具所需的塑料量,因此浪费的材料更少,尤其是当浇口和流道中多余的塑料被磨碎并重复使用时(如有必要,可以多次重复使用)。与其他工艺相比,该工艺还产生更少的排放并使用更少的能源。

然而,注塑行业如此庞大,以至于该领域仍然使用大量能源,并且大多数塑料在创建时会产生大量排放。然而,通过优化产品设计、流程、生产运行效率和节能,可以做额外的工作来使这个过程更加环保。还有可生物降解的塑料和填料,可用于制造更环保的产品。

注塑机的基本原理是什么?
塑料注射成型机的基础包括三个主要部分:注射单元、模具和夹紧/顶出单元。我们将在以下部分中重点介绍注塑模具组件,这些组件分为浇口和流道系统、浇口、模具型腔的两半以及可选的侧面动作。您可以通过我们更深入的文章塑料注射成型基础知识了解更多关于塑料注射成型基础的过程。

下图 1 显示了注塑机的基本部件:

幻灯片 1 的 1

Xometry 图像

Xometry 图像

Xometry 图像

塑料注射成型机的基础知识。

1.模具型腔

模腔通常由两个面组成:A面和B面。型芯(B 面)通常是非装饰性的内侧,其中包含将完成的零件推出模具的顶针。型腔(A 面)是熔融塑料填充的模具的一半。模具型腔通常有通风口以允许空气逸出,否则会过热并在塑料部件上造成烧伤痕迹。

2. 转轮系统

流道系统是将液态塑料材料从螺杆进料口连接到零件型腔的通道。在冷流道模具中,塑料会在流道通道和零件型腔内硬化。当零件被顶出时,流道也被顶出。流道可以通过手动程序剪断,例如用模切机剪裁。一些冷流道系统使用三板模具自动弹出流道和零件,其中流道由注射点和零件浇口之间的附加板隔开。

热流道模具不会产生附加的流道,因为进料一直保持在熔融状态直到零件浇口。有时被称为“热滴”,热流道系统可以减少浪费并提高成型控制,但会增加模具费用。

3. 浇口

浇口是熔融塑料从喷嘴进入的通道,它们通常与流道相交,流道通向塑料进入模腔的浇口。浇口是比流道通道更大直径的通道,允许适量的材料从注射单元流过。下面的图 2 显示了零件模具的浇口所在的位置,额外的塑料在那里凝固。

幻灯片 1 的 1

Xometry 图像

Xometry 图像

Xometry 图像

直接进入零件边缘浇口的浇道。垂直特征称为“冷料”,有助于控制进入浇口的材料剪切。

4. 盖茨

浇口是工具中的一个小开口,可让熔融塑料进入模腔。浇口位置通常在成型零件上可见,并被视为一个小的粗糙斑块或称为浇口痕迹的类似酒窝的特征。有不同类型的门,每一种都有其优势和权衡。

5. 分型线

注塑件的主分型线是在两个半模合拢注射时形成的。它是一条围绕组件外径延伸的细塑料线。

6. 副业

侧面动作是添加到模具中的插件,允许材料在它们周围流动以形成底切特征。侧面动作还必须允许零件成功顶出,防止模具锁死,或零件或工具必须损坏才能卸下零件的情况。由于侧面动作不遵循一般工具方向,因此底切特征需要特定于动作运动的拔模角度。阅读更多关于常见类型的附带操作以及使用它们的原因。

对于没有任何底切几何形状的简单 A 和 B 模具,工具可以在没有附加机制的情况下闭合、成型和弹出零件。但是,许多零件的设计特征需要辅助操作才能产生开口、螺纹、凸片或其他特征等特征。辅助操作创建次分型线。

什么是注塑机?
塑料注射成型机是一种加热和混合塑料颗粒直到它们熔化成液体的机器,然后通过螺杆将其送入并通过出口进入模具以固化为塑料部件。

有四种基本类型的成型机械,围绕用于注射塑料的动力进行分类:液压、电动、混合液压-电动和机械注射成型机。使用电动机为液压泵提供动力的液压机是第一类塑料注射成型机. 大多数注塑机仍然是这种类型。然而,电动、混合动力和机械机械具有更高的精度。电动注塑机使用电动伺服电机,消耗更少的能源,并且更安静、更快。但是,它们也比液压机更昂贵。混合动力机械使用与电动模型相同的能量,依靠结合液压和电动机驱动的可变功率交流驱动器。最后,机械机器通过肘节系统增加夹具的吨位,以确保飞边不会渗入凝固的零件。这些机器和电动机器都最适合无尘室工作,因为没有液压系统泄漏的危险。

然而,这些机器类型中的每一种都最适合不同的方面。电机最适合精度,而混合动力机器提供更大的夹紧力。对于大型零件的生产,液压机械也比其他类型的工作更好。

除了这些类型之外,机器的吨位范围从 5 到 4,000 吨不等,其使用取决于将要制造的塑料和零件的粘度。然而,最常用的机器是 110 吨或 250 吨机器。平均而言,大型注塑机的成本可能在 50,000 至 200,000 美元或更多。3,000 吨机器可能要花费 700,000 美元。在规模的另一端,一台 5 吨力的台式注塑机的成本可能在 30,000-50,000 美元之间。

一些最受欢迎的品牌包括:

沙哑
克劳斯玛菲
耐斯特
阿博格
德马格
恩格尔
威猛巴顿菲尔
住友
发那科
米拉克龙(拥有 Robotshot)
机械车间通常只会使用一个品牌的注塑机,因为零件是每个品牌独有的——从一个品牌更换到另一个品牌的成本很高(例外是模具组件,它与不同品牌兼容。每个品牌的机器将比其他机器更好地执行某些任务。

如何计算注塑成型成本
您可以通过将以下公式中的初始成本和经常性成本相加来计算注塑模具成本。有一系列因素会影响最终的注塑成型成本,包括:

对于初始成本:

启动成本 = 工具成本 + 模具和材料设置时间和人工(干燥树脂 + 悬挂模具 + 布置水管和传感器 + 设置冷却或浇注系统 + 废品率)

经常性费用:

经常性成本 = 原材料 + 单价(设置费 + 设定废品率,总单价的 3-5% + 机器小时费率,~最终成本的 60% + 塑料重量 + 模具维护费 + 检验要求)+ 二次操作 +包装+运输

初始启动成本数量较少,但成本最高。工具成本包括为您的零件制造工具的所有因素,包括型腔和滑块。其他一次性费用通常以单价计算,包括配置零件的设置,以及准备模具和材料所花费的时间。这包括干燥树脂、悬挂模具、布置水管和传感器,以及设置任何特定的冷却系统或浇注系统。它还将包括为清除旧塑料机器设定的废品率。

另一方面,经常性成本包括安装费、原材料、单价以及任何后期制作要求,如包装或运输。安装费是用于在机器首次开机时校准机器的工作——员工必须通过机器喷射塑料以使其正常工作。原材料包括塑料树脂和添加剂。并非所有零件都需要二次操作,但有些零件需要机加工、声波焊接、打标或其他服务。制造商通常会提供辅助服务作为一种选择。包装的范围可以从用于将零件运送给您的最便宜的包装,到最终用户的包装。

在最终价格的所有这些组成部分中,单价是最复杂的。计件价格中最昂贵的因素之一是机器的固定小时费率。形成零件的时间(由注射、保压、冷却和顶出时间组成)是必须进行最佳优化的领域之一。这就是为什么模具型腔,即在每个模具中产生零件的型腔数量如此重要的原因。塑料重量也将收取费用,包括成为零件的塑料和残留在浇道和流道中的废塑料。最后,模具维修费将包括模具保修的成本,额外的检查也会增加成本。

在运行之间,您还将承担上述一次性成本中提到的一些成本。运行完成后,制造商将使用起重机或其他设备清洁您的模具并将其放入仓库。在下一次运行开始之前,必须将模具重新安装到机器中,重新连接到所有东西上,并进行校准。您还将因从系统中清除其他塑料而再次收费。  

在订购前计算这些塑料注塑成型成本将使您能够更准确地估计潜在预算,并帮助您权衡注塑成型与其他制造方法的选择。

注塑成型便宜吗?
对于大批量生产和其他特定情况,塑料注射成型成本低廉。虽然涉及创建工具的启动成本相对较高,但只要生产运行足够大,该过程本身就足够预算友好,可以降低整体单价。

在您需要数千或数十万个零件的情况下,运行该过程的相对较小的费用可以将每个零件的价格降低到每件几美分。对于更简单的零件尤其如此,因为它们需要的模具不那么复杂,因此也更便宜。更复杂的零件模具将具有侧面动作、热流道、手动修整浇口和水冷线等零件。当废塑料被粉碎和回收时,可以节省额外的成本。

然而,对于零件设计将发生变化的情况,注塑成型将很快变得昂贵,因为每个新的或修改过的模具都是一笔巨大的成本。小零件的生产成本也会高很多,塑料的数量也少很多,因为批量购买会降低原材料成本(但是,如果不及时使用散装塑料,这种成本优势可能会被吞没存储成本)。

有关更多信息,请参阅我们关于注塑成型成本的文章。

注塑模具能用多久?
根据材料类型,塑料注塑成型的寿命可以持续 500 到 100 万个以上。铝通常用于较短的注塑成型寿命,而更持久的模具使用较重的金属,如钢。使用的钢材种类繁多,其中一些对更坚韧的塑料具有耐磨性,而另一些则更便宜。SPI(塑料工业协会)已针对不同的模具分类制定了指导方针,具体取决于它们应该持续多长时间。

注塑行业通常按其类别定义模具。从生产不超过数百个零件的 105 类快速原型模具到快速生产数百万个零件的 101 类工具。工具在磨损之前可以生产的零件数量称为工具寿命。

105 类或 V 类工具是最简单的模具类型。这个模具只是一个原型模具,并且尽可能快速和廉价地生产出来。此类通常用于快速加工,其中一小批注塑成型零件原型用于冲击和应力测试(在塑料加工和 3D 打印零件上)。105 类工具不是为创建超过 500 个零件而构建的。该工具的一个示例是对 100 个模制单元进行的一次性市场测试。
104 级或 IV 级工具是一种小批量生产模具,可生产不到 100,000 个零件。它通常由铝或低碳钢制成,通常只能承受非研磨材料(例如,这意味着没有玻璃填充材料)。这方面的一个例子是铝或 MUD 工具、SPI B-3 表面处理、手动加载的核心和有限的重新运行。
Class 103或Class III 工具是一种中小批量生产工具,用于制造 500,000 个以下的零件。它具有成本效益,是一种流行的模具工具。示例:带有自动升降机或滑轨的铝制或钢制工具需要多次重新运行,批次在 1,000-5,000 件之间。
102 级或 II 级工具是用于生产 1,000,000 个以下零件的中高生产工具。该工具由更耐用的金属(通常是钢)制成,因此它可以与研磨材料和/或需要紧密公差的零件一起使用。这是一种高质量、因此成本高的成型选择。示例:具有 SPI A-2 表面处理、自动滑轨和预定生产周期的钢制工具。
101 类或 I 类工具是质量最好的工具,专为极高的生产量而设计,使用寿命超过 1,000,000 个零件。这是价格最高的模具。示例:具有全自动化和通宵生产工作中心的多腔钢工具。
注塑成型的历史是什么?
塑料注射成型的历史从 1872 年开始演变,首先是新塑料,然后开发了新的成型技术。1872 年,John 和 Isaiah Wyatt 兄弟申请了第一台注塑机的专利,用赛璐珞代替象牙制造台球。最初的机器使用柱塞将赛璐珞推过一个热缸,将其熔化,然后进入模具。从那里开始,包括纽扣、梳子和其他家用产品在内的产品开始注塑成型。醋酸纤维素后来被开发为一种不易燃的赛璐珞替代品,并且在第二次世界大战之前还发明了其他热塑性塑料(包括 PVC 和聚苯乙烯)以利用这项技术。

二战期间,塑料注射成型的历史不断发展,塑料材料已经发展到足以取代战时和战后供不应求的金属和橡胶部件。1946 年,James Watson Hendry 创造了一台挤出螺杆注塑机。螺钉可以更好地控制塑料并实现更好的质量控制。Hendry 还创造了气体辅助注塑成型技术,使公司能够制造更复杂、更大的空心零件。

塑料继续发展为更强大的性能,直到 1970 年代塑料生产的市场份额超过了钢铁。在 1990 年代,铝模具也开始流行,为某些应用创造了更快、更便宜的钢模具版本。

什么是塑料注射成型材料?
在成本和韧性方面排名前三的注塑塑料包括:聚碳酸酯、聚丙烯和尼龙。这些也是Xometry六种最流行的塑料注射成型材料中的三种,因为它们具有强大的机械性能和价格低廉的特点。更详细地说:

聚碳酸酯 (PC) 具有高冲击强度、耐蒸汽和耐化学性以及耐磨性。这种塑料在汽车、建筑、电子、医疗保健和消费品领域很受欢迎,用于从安全护目镜到食品搅拌器再到灯罩的应用。
聚丙烯 (PP) 具有高度的耐化学性和防潮性;它也很坚固,食品安全,并且是良好的电绝缘体。PP 常见于食品包装中,但也常用于原型制作。
聚酰胺(尼龙)具有高熔点、强耐热性和耐化学性,而且非常坚韧。但是,它也有膨胀的趋势,而且很脆。尼龙通常用于汽车和电气行业中的齿轮、衬套、轴承和其他机械零件。
丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)坚韧、耐刮擦和抗冲击。它还具有很强的尺寸稳定性和静电耗散性能。出于这个原因,ABS 在电子行业中很常见,包括在键盘、外壳和墙壁插座防护装置中。
高密度聚乙烯 (HDPE)是一种轻质、耐用的塑料,具有高拉伸强度、强耐化学性和特别好的电绝缘性。与 PP 一样,HDPE 常用于托盘、板条箱和瓶子等食品包装。然而,它也用于某些纺织品,如渔网、绳索和装饰织物。
PC-ABS(ABS 和 PC 的混合物)既坚韧(即使在低温下也具有高强度、刚度和抗冲击性)以及耐热性。它还保持良好的尺寸稳定性。然而,它的耐候性和耐疲劳性较低,并且在没有增强添加剂的情况下,它的耐化学性、抗氧化性和抗紫外线性也较低。您会在手套箱或电子框架和外壳等汽车零件中找到 PC-ABS。
其他常用塑料包括热塑性塑料,如聚苯乙烯 (PS)、SAN、PVC、PET、PBT、PEI、PPS、PMMA、TPU 和 TPE。PEEK 和 PEI 等高性能注塑成型塑料成本更高,但耐热性和刚度最好。
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发表于 2022-5-30 15:25:41 | 显示全部楼层
相当不错,感谢无私分享精神!
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有竞争才有进步嘛
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有道理。。。
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我抢、我抢、我抢沙发~
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我是来刷分的,嘿嘿

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