注塑成型终极指南

在塑料零件生产方面，没有一种制造方法能与注塑成型的普及程度相提并论。 由于其品质，它是大批量生产的理想选择。 此外，只有少数制造工艺可以声称与注塑成型一样广为人知且用途广泛。 该过程可以以最低的成本制造出数千甚至数百万个具有最大一致性的塑料零件。

注塑成型已经存在了一段时间，但仍在继续为制造业提供便利，并在提高塑料零件生产效率、成本效益和耐用性方面发挥着不可或缺的作用，适用于多个行业。

这还不是全部，由于规模经济，随着产量的增加，与生产相关的成本会下降。 这就是制造方法在整个行业中持续快速增长的原因。 仅在 2022 年，塑料注射成型的估计市值约为 43 万美元，并且这个数字随着时间的推移而持续增长。

虽然该过程简单、一致且具有成本效益，但也有一些限制。 该过程的质量要求非常重要，这意味着几乎没有错误的余地。

这就是为什么制造商必须在注塑成型过程中实施严格的质量标准以保证出色的结果。 需要尽可能避免可能影响整体质量和一致性的与流程相关的问题。 以下是一些常见的：

• 劣质模具 – 是什么导致注塑模具出现质量问题？ 无论哪个行业，确保一致和可靠结果的最佳实践是什么？ 本指南回答了所有这些问题。
• 工装检查 – 如何确保成型过程及其组件的质量？ 本指南概述了检查工具、通用标准和其他常见测试。
• 问题的常见原因 – 从他人的经验中学习总是更好。 那么，任何注塑成型设置中出现问题的常见原因是什么？如何克服这些问题？ 本指南将一一解答。  
• 低生产力 – 生产力和效率是仅次于质量的任何生产设置的最重要因素之一。 本指南将介绍一些经过验证的技术来改进它。
• 排除模具缺陷 – 尽管尽了最大努力，但由于时间和其他因素，一些缺陷可能会进入最终产品。 解决这些缺陷并确保最终应用程序完美的方法是什么？ 本指南回答了所有问题。

本文涵盖了注塑成型工艺的一些不可或缺的要素，并为您阐明了工艺、最佳实践和材料选择。 到最后，您将掌握足够的知识来开始注塑成型项目，并将了解您在该过程中需要做出的常见选择。

注塑成型基础

什么是注塑成型及其工作原理？ 它是什么时候开始的，又是如何在业界如此流行的？ 过程中是否有特殊要求，影响结果整体质量的主要因素有哪些？

以下部分将简要介绍注塑成型的基础知识，并阐明该过程的工作原理。

什么是注塑成型？

简单来说 注塑成型 是一种塑料生产技术，它使用粒状聚合物并在最短的时间内将它们熔化以制造出相同的塑料部件。 该工艺利用模具为熔化的塑料定型，塑料在压力下固化，形成耐用可靠的塑料产品。  

注塑成型可以制造成百上千个零件，是生产塑料零件最具成本效益的方法之一。 事实上，体积越大，生产越经济。 在不影响质量和其他技术参数的情况下显着节省成本。

注塑成型简史

注塑成型理论基础始于19年^th 第一台成型机获得专利的世纪。 该机器相对于现代标准来说过于简单，只能加工某些材料，并且由于易燃性和其他因素而存在安全问题。 这就是为什么塑料零件的生产仅限于简单的物品，例如梳子和非常小规模的纽扣。

直到 1930 年，现代工业中不可或缺的大多数流行热塑性塑料被开发出来时，情况一直保持不变。 它们包括聚烯烃、聚苯乙烯和聚氯乙烯 (PVC)，它们继续表现卓越，并巩固了它们在各种工业应用中的地位。

这种发展，加上对更便宜、更可行的金属替代品的额外需求，导致了现代注塑成型装置的出现。 美国发明家詹姆斯·亨德利 (James Hendry) 在建造第一台挤出螺杆注射机方面发挥了不可或缺的作用。 随着时间的推移，这些机器慢慢地将塑料成型行业变成了今天的样子。

图片显示了机器本身是如何随着时间的推移而演变的。 此比较描述了市场上最著名的制造商之一 Negri Bossi 的注塑机。 随着工艺基本原理的发展，所有制造商都更新了他们的机器，以确保它们与最新的技术进步保持一致。   

如今，塑料制品在各种高性能行业中表现异常出色，使用寿命长。 此外，现代工艺继续使塑料的回收更容易、更经济，从而使塑料对环境也更安全。

注塑工艺

用最简单的话来说，注塑成型过程首先将任何热塑性塑料加热到液化点，然后使用现有模具获得所需的形状。 业界还将模具的准备视为工艺的一部分。 一切都从那个阶段开始，然后流程转向塑料部件的创建。 让我们来看看三种类型的注塑成型工艺。

注塑成型工艺

塑料注射成型过程有两个基本阶段：阶段 1 涉及设计和创建模具，阶段 2 涉及六个重复步骤。

第一阶段：制造模具

模具创建是该过程中最基本的部分。 工程师使用 CAD 和 数控加工 以确定模具的规格和设计。 这些规格包括其几何形状、尺寸，甚至组件的纹理。

对于注塑成型工艺，制造模具本身的成本是您将承担的最大支出。 即使是能够承受 1,000 到 10,000 个单位的生产运行的典型模具的价格也会下降到 2000 美元到 5000 美元之间。 复杂零件的模具成本更高。

制造合适的模具需要高水平的专业知识和技能。 工程师还必须进行多次模拟和测试，以验证设计是否满足他们的要求。 还需要高质量的铝或钢材料，以确保模具足够耐用，能够承受多个生产周期。 幸运的是，3D 打印让制造模具的成本下降，尤其是对于 低运行注塑.

第 2 阶段：用注塑模具制作塑料零件

第一阶段是完成模具的设计和制造。 之后，注塑过程中涉及的其余步骤就很容易了。 以下是生产注塑件的六个重复步骤：

第 1 步：夹紧

合模阶段是启动注塑成型过程的一个简单步骤。 A 典型的注塑模具 有两个翻盖式零件。 在这里，制造商使用机器将模具的两个金属板压在一起。

第 2 步：注射

一旦合模过程结束，注射阶段就开始了。 但是，在注射开始之前，塑料应该被加热熔化，直到它完全变成液体。 然后，将液体注入模具中。 虽然这个过程在纸面上看起来很简单，但它并不完全是在公园里散步。 有必要确保温度在整个过程中保持恒定而没有任何变化。 否则，模具将无法正确设置。

第 3 步：住宅

驻留消除了注射过程中模具内可能形成的任何气穴。 该阶段使用压力来确保计量液体充满模具中的每个空腔。

第 4 步：冷却

这一步很简单。 制造商不理会模具，让液体冷却下来。 在凝固的塑料液体形成特定零件的形状后，就可以安全地从模具中取出产品了。

第五步：开模

下一步涉及从模具中取出零件。 为此，制造商使用夹紧电机在不损坏产品的情况下安全地移除产品。

第 6 步：弹射

在这里，工程师使用顶杆将产品推出型腔。 多余的材料通过切割机切割，最终产品在最终检验后交付给客户使用。

包覆注塑成型

包覆注塑成型 是一种流行且独特的工艺，其中两种不同的材料结合在一起创造出一种新产品。 坚硬耐用的塑料通常用作基材或基础材料。 之后，另一种较软的材料完全或部分覆盖零件以形成保护层。 该过程可能听起来简单明了，但通过仔细选择正确的材料组合并保持对注塑成型过程的控制来正确地完成它非常重要。 .

包覆成型具有大量的工业应用和潜力，以下 4 种类型的包覆成型零件在行业中很常见。

• 塑料上的塑料
• 橡胶覆盖塑料
• 塑料覆盖金属
• 金属上的橡胶

嵌入成型

的基本原则 嵌件成型 和二次成型是一样的。 唯一的区别是，这种情况下的基础材料是金属嵌件，而塑料层包裹着它。 在此过程中，金属部件在感染阶段之前添加到模具中。 热塑性塑料流向金属底座，形成模具的形状以覆盖金属部件。

注塑成型工艺的优缺点

虽然注塑成型是许多塑料应用的绝佳选择，但它的优点和缺点限制了它在某些方面的应用。 下表详细比较了注塑成型的优缺点。  

注塑模具和成型

在为任何注塑成型项目选择合适的工具时，有多种选择。 基于上述参数，任何选定的选项都需要具有合适的成本、准备时间和其他技术因素。

以下是常见的注塑模具方法，以确保设计和产品的质量和一致性。

按材料

1 – 钢模

耐用、一致且非常适合大批量生产。 钢制工具是耐用性和一致性是首要考虑因素的工业应用的理想选择。 另一个需要补充的重要事项是，钢模具是具有非常高公差要求的应用的完美选择。

一般来说，钢模具提供的典型公差徘徊在 +/-0.002” 左右，这是相当令人印象深刻的。 然而，使用使模具钢安全并允许调整模具以增加公差等技术可以进一步提高该数字。

钢模也有一些缺点。 其中最重要的是钢模具具有极高的交货时间和初始成本。 对于许多项目来说，这可能是一个交易破坏者，因为更长的提前期意味着机会成本的损失和领先于竞争对手的时间更少。  

• 用于制造注塑模具的合金钢：420、NAK80、S136、316L、316、301、303、304
• 用于制造注塑模具的不锈钢变体：420、NAK80、S136、316L、316、301、303、304

2 – 铝模具

该行业的另一个常见选择是铝，相对于 3D 打印模具和钢模具，它具有两全其美的优点。 铝模具可以用于原型或大批量生产，具体取决于应用。 对于原型制作，铝模具提供更快的交货时间，这意味着零件可以在近一周内准备就绪。 然而，原型模具不太耐用，只能处理大约 2000 件才需要更换。

另一方面，生产铝模具将铝的最佳特性与桅杆单元模具 (MUD) 嵌件相结合，以解决耐用性问题，在某些情况下可以使用 10,000 次甚至 20,000 次。 如果所有参数都一致，则更短的交货时间和整体经济性对铝来说保持不变。 从而使铝成为满足当前行业动态要求的完美材料选择。

• 用于制造注塑模具的铝合金：6061、5052、7075

3 – 3D 打印模具

对于速度至关重要的情况，这是理想的选择。企业依靠 3D 打印模具来测试新的设计迭代并现场测试他们的概念。3D 打印相对容易，因为计算机完成了大部分工作，甚至可以满足最复杂的设计。

然而，由于这些模具的材料特性，它们也有一些局限性，并且仅适用于较小的小批量生产。 对于更高的产量，钢和铝模具等其他选项是更好的选择。

以下是一些用于制作 3D 打印工装模具的常用材料：

• PETG（聚对苯二甲酸乙二醇酯）
• ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）
• 尼龙（又名聚酰胺）
• PP（聚丙烯）
• TPE（热塑性弹性体）

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按型腔数

区分模具类型的另一种常见方法是通过它们所具有的型腔。 通常，根据应用选择单腔模具还是多腔模具。 根据应用的不同，家庭模具也成为一个可行的选择，但与其他类型相比，它的使用相当有限。 这就是它们的确切含义：

单腔模具

单腔模具是最基本的设计，每个注射周期仅创建一个零件。 它通常用于成本是主要问题或无法使用更高吨位机器的应用中。 单腔模具是中小型生产量的可行选择，通常最多可达几千个零件。

多腔模具

多型腔模具能够在一个周期内生产同一设计的多个零件。 它非常适合规模经济很重要且生产量从几千到几十万不等的项目。

然而，多腔模具制造起来更复杂，并且需要更大吨位的机器。 从而增加了模具的初始成本。

家庭模具

家庭模具是一种特殊的模具，允许在单个周期和单一类型的模具中创建不同种类的零件。 从技术上讲，家庭模具在技术上与多腔模具相同。 但是，不同之处在于产品类型。

注塑模具表面处理

表面处理需要完美才能让任何产品呈现完整的外观。 此外，美学并不是唯一重要的事情。 出色的产品表面处理不仅会影响产品的外观，还会影响产品的质量和使用寿命。

关于行业标准 表面处理，弹出的两个最突出的名称是 SPI 和 VDI finish。 这是您需要知道的：

SPI 表面处理

SPI，也称为塑料工业协会 (PIA)，有四种表面处理类别，从零件的光面到纹理饰面。 SPI 了解表面处理对产品美观的重要性。 即使与设计概念的表面处理存在微小差异，也会极大地影响产品的外观和感觉。 每个类别都带有三个子类别，以适应制造商和进一步允许的偏差。

- 光泽饰面

光泽饰面或 A 级饰面可为您的产品带来光滑闪亮的外观。 这也是您可以获得的最昂贵的饰面。 A 级精加工需要硬化工具钢模具。 通过使用各种等级的金刚石抛光轮，进一步抛光这些模具。 为了获得闪亮的光泽效果，产品经过了加工过程，使其具有不清晰的纹理并使其能够散射光线。 要实现这一点，使用旋转抛光机的细粒抛光膏是最常见和最快捷的选择。

A 级有三个子类别，它们在光泽外观和成本方面有所不同。 此子类别包括：

• 超高光饰面（A-1 级）
• 高光饰面（A-2 级）
• 普通光泽饰面（A-2 级）

– 半光面

B 级也称为半光饰面。 这种表面处理非常适合去除加工和工具上的痕迹和划痕。 最重要的是，它的成本合理。 通常，B级精加工是通过使用不同的砂纸和直线运动应用方法产生的。

与 A 级类似，半光面漆也有三个不同的子类别。 区别在于它们的成本和整理方法。 这包括

• 精细半光面漆（B-1 级）
• 中等半光面漆（B-2 级）
• 普通半光面漆（B-3 级）

- 哑光饰面

A 级和 B 级精加工通常都是昂贵的选择，最终会增加产品的生产成本。 如果您正在寻找更实惠的选择，建议选择 C ​​级或哑光饰面。

哑光饰面是一种流行且经济的表面饰面，您可以为您的产品获得。 它是一种石材饰面，可以轻松隐藏加工和工具留下的痕迹和划痕。 该过程涉及用细石粉抛光产品。 此步骤也是光面和半光面整理的第一步。

亚光饰面包括以下三类

• 精细哑光饰面（C-1 级）
• 中等哑光饰面（C-2 级）
• 普通哑光饰面（C-3 级）

– 纹理饰面

您需要了解的最后一个 SPI 类别是纹理表面处理。 由于其广泛的审美吸引力，纹理饰面被用于工业和消费产品。 在您的产品上加入纹理饰面涉及与哑光饰面类似的平滑产品。 之后，使用玻璃珠等材料对产品进行干式喷砂处理。 干喷的随机性会产生带纹理的表面光洁度。

纹理饰面是一种成本合理的表面饰面，可以隐藏加工痕迹，甚至可以为产品提供良好的抓握力。

VDI 模具纹理处理

VDI 是最流行的注塑成型表面处理。 由德国工程师协会制定的表面精加工标准在欧洲和亚洲得到广泛采用。 纹理饰面是将图案成功应用到模具表面的一种方法。 此过程使您在设计阶段具有灵活性，并可以自由地为您的零件创建独特的最终外观。

为确保获得预期的结果，您需要在设计阶段考虑模具纹理处理。 出于实用目的，有时会在设计中使用模具纹理。 正确的纹理饰面还可以帮助隐藏成型材料上一些明显的表面缺陷。

在您希望经常处理特定零件的某些应用中，这种表面光洁度可以提供帮助。 您可以添加可以隐藏指纹标记的功能。 同样，还有其他选项，如使用 VDI 纹理的滚花，以增强用户的抓握力或减少与摩擦相关的零件磨损。

VDI 不同于 SPI，因为它使用 放电加工 并结合在成型机内。 它还足够灵活，可以与 SPI 中使用的经典工具一起使用，例如砂砾和砂纸，这是这种表面处理的主要优势之一。

如何选择注塑模具

模具是注塑成型过程中不可或缺的一部分，因为最终产品和形状取决于它。 正确的工具可以确保产品的耐用性并保持流程高效。 然而，为任何注塑成型项目选择合适的模具说起来容易做起来难。 这一切都始于考虑正确的参数，然后在成本、性能和速度之间找到适当的平衡。

以下是为工作选择最佳工具的 8 个最重要的参数。

项目范围

这可能是决定项目工具类型的最重要参数。 例如，考虑一个致力于尝试新设计的原型制作实验室。 对于这种情况，最好的选择是快速 3D 打印工具，因为速度要求或为要求更高的应用制作原型铝工具。

原型制作不会过分关注耐用性和其他因素，因为最重要的要求是更快的速度和更低的成本。 对于这种情况，另一种选择（如钢铁）就没有意义了。  

零件尺寸

在工具选择过程中起着不可或缺作用的下一个参数是零件尺寸。 显然，较大的零件需要单独的专用工具。 然而，更小的零件尺寸可以让制造商有更多的自由来选择更便宜但同样有效的替代品； 插入模具。

镶件模具因其较低的成本和较高的生产率而在行业中颇受欢迎。 企业无需支付独立工具的全价，而是可以选择适合现有基础的插入工具。 从而减少浪费并降低与该过程阶段相关的高成本。

预期成交量

对于工业应用，规模经济在使流程负担得起方面发挥着不可或缺的作用。 预期交易量有时可以决定行动方案。 是否值得投资耐用工具或选择可以暂时完成工作的东西。

通常，单腔模具通常用于小批量零件制造，因为它比多腔模具更经济。 然而，多腔模具可以以更高的前期成本为代价显着降低零件价格。

材料

由于磨损，材料在决定工具寿命方面起着重要作用。 聚丙烯等较轻的材料选择对模具没有太大影响。 但是，尼龙等其他材料或任何其他含有磨料颗粒（如玻璃）的材料的使用寿命较短。

普遍的工业标准是 8000 到 12,000 件的铝制或钢制模具，而任何低于此标准的模具都适用于其他类型的模具。

零件的复杂性

几何形状对工具参数有重大影响。 自然地，腔体、底切和型芯等特征更难开发并转化为成本的显着增加。 而且，复杂的造型也需要专业知识，有经验的人才不好找。 对于原型制作，3D 打印是可行的，但用更高的材料（如钢）复制相同的模型可能会带来问题。

与零件的复杂性和几何形状相关的另一个重要因素是表面光洁度。 抛光、纹理或任何其他功能都需要对工具进行很好的控制，并非所有选项都能提供它们。 对于美学和功能具有同等重要作用的应用程序，工具类型的选择可能会变得更加有限。

简而言之，设计越复杂，需要的资源和专业知识就越多。 当然，这也会推高整体成本，甚至可能使特定项目无法实施。

应用领域s

根据产品的应用，工具和产品的耐用性都变得很重要。 例如，铝最多可以加工 20,000 个零件，而钢最多可以加工 100,000 个零件。

另一个值得一提的重要因素是模具维护。 持续维护可确保工具不会出现故障，并允许有更多的替代品。    

空闲时间

金属加工可能需要 6 到 12 周的时间。 有时，这太长了，迫使您选择一种现成的或需要更少时间的替代方案。 有时甚至以牺牲质量和耐用性等其他参数为代价。

项目预算

另一个不可或缺的参数是项目的总体预算。 注塑模具的工具占项目总费用的很大一部分。 在选择模具时，您始终会考虑总体预算，并根据初始资金要求、生产成本和项目的总体预算来决定材料。  

注塑成型材料

很难说最好的材料是什么 注塑成型树脂 是。 这完全取决于项目要求是什么。 找到具有适合特定应用的物理和技术特性的最佳材料至关重要。 一些最重要的因素包括负载、应变、应力和零件所需的特性。 这些因素包括载荷、应变、抗拉强度等等。

找到合适的材料需要反复试验。 透彻了解材料的内部结构并进行多次现场测试以衡量应用过程中的实际性能非常重要。 以下部分讨论了一些最推荐的注塑成型材料选择。

尼龙 (PA)

尼龙是一种合成材料，在汽车工业中很受欢迎。 材料坚韧但不重。 与生产金属类似物相比，它也便宜得多。

最好的， 尼龙 配备了高耐热性和耐磨性。 该材料具有令人印象深刻的降噪性能。 其耐磨特性使其成为高磨损应用的理想选择。

但是，如果您的应用涉及接触水，则应考虑替代材料。 尼龙Pa容易吸水。 同样，阳光和强酸也会严重损坏材料。

如前所述，尼龙通常用于汽车工业中的轴承和齿轮等机械零件。 夹具、治具和 搭扣闭合 也是一些例子。 除了这些零件，尼龙的应用还包括牙刷、电连接器和医疗植入物。

尼龙有四个初级等级，每个等级都有不同的特性。

• 尼龙 66：具有更高的熔点和更强的耐酸性
• 尼龙 11：非常适合户外应用，因为它具有高防潮性
• 尼龙12：熔点最低，吸水率相对较低
• 尼龙46：工作温度极高，通常用于发动机和传动部件。

ABS

ABS——或丙烯腈丁二烯苯乙烯——是一种工程级热塑性塑料。 这种材料熔点低，易于成型。 它有多种选择，具有不同的纹理和饰面。 制造商甚至可以在材料中使用着色剂。 最好的， ABS 具有高抗冲击性。

多种特性使 ABS 成为不错的材料选择。 与其他材料选择相比，它的价格相对便宜，而且其特性允许 ABS 用于广泛的应用。

但是，ABS 的耐日光性较低，不适合户外应用。 ABS 会产生大量烟雾的特性更容易造成问题，并使其成为工业应用的安全隐患。

您通常会在手机适配器和键盘等电子零部件的生产过程中使用 ABS。 虽然 ABS 可能缺乏在户外正常工作的能力，但它通过不导电来弥补。 ABS 的这一特性使其成为一种有价值的电子设备材料。

POM

如果您正在寻找机械和汽车零件的金属替代品，POM 正是您需要的材料。 它是一个 热塑性材料 以强度和刚度着称。 POM 的最佳性能包括它对汽油、机油等溶剂的耐受性。

然而，POM 易受某些酸的影响，例如硝酸。 此外，未能确保均匀的壁厚可能导致材料收缩。 对 POM 进行表面处理很困难，因为在材料上绘画非常困难。

POM 应用通常涉及齿轮、风扇以及汽车和电气开关组件。 其低吸水性和耐化学性使其成为户外和水基应用的理想选择。

聚碳酸酯（PC）

聚碳酸酯（或 PC）是您应该考虑的另一种优秀材料。 PC 具有一流的光学性能，并允许制造商进行出色的尺寸控制。 其可预测且均匀的收缩率得益于其韧性和高强度。 最重要的是，它的透明颜色可以根据您的喜好进行更改。 如果您正在寻找强度和耐用性，PC 塑料是理想的选择。 该材料的强度是玻璃的 250 倍，同时保持轻盈。

PC可以长期保持其颜色和强度。 从扩散器到机械防护装置，PC 用于各种应用。 PC 的唯一主要缺点是生产成本高。 制造 PC 需要高级不锈钢，这可能不适合每个制造商的预算。 该材料也不适合用于食品制备或储存。

PTFE (Teflon)

PTFE 更广为人知的名称是聚四氟乙烯。 该材料具有很高的耐腐蚀性，常用于医疗和电气行业。 PTFE 还广泛用于耐用部件，例如轴承和 机械齿轮. 其高耐腐蚀性使其成为化学品和酸的理想容器。

PMMA

PMMA（更广为人知的名称是亚克力）是一种性能卓越的热塑性材料。 由于重量轻、透明度高和抗碎性好，它是玻璃的理想替代品。 亚克力具有高拉伸强度和低吸收率。 最重要的是，PMMA 非常适合户外应用，因为它具有很强的抗紫外线和耐候性。

然而，与玻璃相比，PMMA 因其成本高而犹豫不决。 它也很容易被划伤，并且会沾上油脂。 由于其低温服务点，丙烯酸也不适用于大多数工业过程。

PVC

PVC 是制造商可以选择的另一种选择。 PVC是聚氯乙烯的简称，是一种廉价轻质的绿色替代材料，具有高拉伸强度和耐环境性。 您会经常发现 PVC 在汽车零件、窗户等中的使用。

PEEK

如果您正在制造用于医疗应用的零部件，PEEK 是您理想的材料选择。 由于 PEEK 具有抗伽马辐射和高压灭菌的内置特性，因此非常适合医疗环境。 此外，这种工程塑料还具有优异的机械性能和耐化学性。 PEEK 应用还可能涉及长期液体浸没。

高密度聚乙烯（HDPE）

制造商经常将 HDPE 用于插头、玩具和手提袋。 那是因为该材料具有卓越的电绝缘体特性。 那不是全部; HDPE 特性包括其对水分和化学品的天然抵抗力。

与其他替代品相比，HDPE 坚韧且相当便宜。 它的密度甚至低于水，可以让材料漂浮。 然而，HDPE 具有低表面能和高收缩率。

聚乙烯（PE）

聚乙烯有三种主要类型：高密度（HDPE）、低密度（LDPE）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。 我们已经讨论过 HDPE。 LDPE 或低密度聚乙烯往往具有与 HDPE 相似的特性。 它们仅在熔点、透明度和硬度方面有所不同。

聚乙烯是唯一根据其密度选择的商业聚合物。 为什么？ 因为它的密度直接影响材料的性能。 虽然 PET 塑料并非如此，但所有三种类型的聚乙烯都具有抗湿气和耐化学品的能力。 PET 类似于 LDPE，因为这两种材料都像玻璃一样透明。

PE塑料是世界上最常用的塑料材料。 它们无处不在：从塑料水瓶到玩具、电缆和设备组件。

聚苯乙烯（PS）

与 PE 类似，聚苯乙烯 (PS) 是一种以其高光学透明度而闻名的材料。 制造商目前用于注塑成型的聚苯乙烯 (PS) 有两种类型：通用聚苯乙烯 (GPPS) 和高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)。

GPPS 和 HIPS 在尺寸稳定性和透明度方面存在一些差异。 然而，尽管存在差异，但 GPPS 和 HIPS 都适用于注塑成型。 这是因为这两种类型都具有可以轻松预测的统一收缩率。

纤维和添加剂

如果材料具有除少数以外的所有所需要求，公司就会使用添加剂来增强其性能。 例如，POM 或 PP 塑料等材料用纤维和其他添加剂增强，以获得更好的稳定性、强度和刚度。 另一方面，用于 PC 塑料的添加剂往往会提高材料的抗紫外线或阻燃性。

注塑成型设计指南

除了工具、材料和精加工选择之外，还有另一个不可或缺的参数会影响结果的整体质量。 该设计！ 注塑成型工艺有几个局限性，设计需要迎合这些局限性以确保成功。

以下是工程师在设计任何注塑成型零件时仔细处理的一些设计元素。

室壁厚度

注塑成型设计的最基本规则之一是确保 壁厚 在整个部分保持一致。 厚度的不一致可能会导致从机械故障开始的几个问题，例如应力集中和随时间传播的微裂纹。

此外，壁厚的不一致也会导致收缩变化，这会进一步产生问题。 专家建议的最理想情况是尽量减少厚度的任何变化，并在不可避免的情况下将其限制在最大 60%。

公差

控制公差可以确保成本、时间和复杂性之间的完美平衡。 自然地，更高的精度将导致更高的成本和复杂性。 所以， 设计公差 不应超过在不影响功能的情况下确保成本效益和效率所需的数量。  

零件几何

在最后一点的基础上，几何形状不需要过于复杂，注塑成型过程才能提供最佳结果。 自然地，复杂的设计会产生涓滴效应，它们会增加工具和零件生产本身所需的成本和工作量。 具有大量空腔、横截面变化和其他复杂性的设计变得更难处理，并且可能需要更多资源，这可能会影响产品在市场上的生存能力或导致企业失去优势。

草案

草案 是产品设计中的固有能力，通过在开模方向上使一侧逐渐变细来促进脱模。 零件的几何形状和设计特征是产品理想拔模的主要决定因素。 通常，建议的最小吃水深度为 1 度以获得出色的性能，但 2 度可以产生奇迹，应在可行的情况下选择。

半径

在设计阶段，产品可以有锋利的边缘或光滑的圆形表面。 然而，光滑的表面几乎总是有利的，因为它们具有更好的机械特性和更容易的生产。 在生产过程中，液化塑料在圆形表面上相对更容易流动，而且这种设计还降低了整体应力集中，而尖锐的边缘正是因为这一点而臭名昭著。

咬边

咬边 是防止零件在冷却后从模具中脱出的任何特征或辅助。 虽然不受欢迎，但出于设计考虑或应用的性质，一些底切变得必要。 以下是任何注塑成型设计都需要底切的几个实例。

• 任何产品中的互锁、按扣开启/关闭功能
• 按钮和其他类似功能的侧孔或其他空腔
• 设计中的垂直螺纹或倒钩配件

由于完全避免它们几乎是不可能的，因此有一些方法可以最大限度地减少底切对过程本身的影响。 对于带底切的注塑成型，促进加工的最佳方法是以保持垂直于绘制线的方式合并零件特征。 这样做是最好的解决方案之一，因为它可以在不影响零件的基本设计和整体功能的情况下促进顶出过程。

盖茨

在注塑过程中，浇口作为熔融塑料的通道，设计师需要将它们添加在最精确的位置，以确保获得最佳效果。 如果 大门设计 如果错误，零件可能会出现许多与工艺相关的注塑成型缺陷，包括但不限于流线、下沉线、熔接线和许多其他缺陷。

今天，有多种类型的浇口设计，如边缘浇口、隧道浇口和腰果浇口，通常用于实现产品的最佳性能。 这里有一个简短的表格，解释了不同类型的门及其流行的应用。

浇口确保在此过程中不会发生喷射或过热。 在浇口设计方面，您必须非常小心以始终确保一致性和性能。

顶针

根据设计的复杂性和复杂性，产品可能需要更多的“推力”才能从模具中分离出来。 顶针 正是这样做，但也有一个严重的缺点。 当他们用力顶出产品时，很容易在零件上留下难看的痕迹。 这对所有应用程序都是一个问题，但对于美观与功能同等重要的情况来说会变得更加严重。

尽管如此，顶针确实是必不可少的。 因此，最好的做法是简单地接受标记作为必要的邪恶。 然而，这并不意味着它们必须如此明显以至于成为交易破坏者。 幸运的是，顶针的位置不是预先确定的，设计人员可以轻松更改它们以确保任何标记都不会位于非常突出的位置。  

注塑成型的常见工业应用

塑料注射成型是制造航空航天、建筑、IT 和食品行业所用零件的绝佳选择，这些行业对手头的应用至关重要。 为了最好地了解它的普遍性，以食品行业为例。 大多数硬质产品的包装都依靠注塑成型来提供耐用而灵活的保护。

现在，让我们来看看一些最常见的注塑成型不可或缺的行业。

汽车部件

世界上最大的产业之一是 汽车工业. 现在很多汽车都使用塑料部件，无论是车身套件、挡泥板，甚至是用于更好的空气动力学的扰流板。

由于其提供的精度和强度，所有这些部件大多使用塑料注射成型技术生产。

让我们以汽车车身和多个部件为例，其中塑料部件改善了空气动力学特性。 通过这种技术制造的部件具有减少车辆阻力的特性。 这就是为什么许多著名的汽车公司使用 注塑成型部件.

医疗行业

在准确性和可持续性方面，医疗行业处于领先地位。 有非常严格的制造指南 医疗领域的塑料零件. 为了持续运营，制造商必须遵守多项生产标准，因为这关乎生命，任何失误都可能导致死亡。

与汽车零件类似，医疗零件需要适当的化学性能和结构性能，以承受更高的温度以实现耐用性。 在这种情况下，准确性是关键，因为大多数组件要么用于植入物，要么用于关键的外科手术。

注塑成型是一种出色的制造工艺，因为它提供了更高的强度、柔韧性、耐用性和更容易的修改。 所有这些品质都是进行重要手术的关键。 使用这种技术的一些常见部件包括手术室准备设备、骨折支架、手术设备和假牙。

电子

在微型应用中，塑料注射成型被广泛使用，因为它提供了电子产品中组件所需的精度和质量。 计算机、笔记本电脑和大多数小型电子产品都将塑料注射成型技术用于其较小的组件。

大多数值得注意的组件包括主板、ram 支架、包含 RAM 支架的小型计算机部件的外壳和 SSD 外壳。 尺寸的严格要求是注塑产品受欢迎的主要原因。

航空航天工业

在精度和结构强度方面，航空航天领域有着非常严格的指导方针。 如今，大多数飞机的空气动力学部件都是通过塑料注射成型生产的。 看到汽车业的蓬勃发展，航空航天业在采用这种技术生产零件方面表现出许多变化趋势。

工业上使用注塑成型的产品有大有小。 座椅和把手的内部大部分使用ABS塑料，具有一定的等级，可与增材制造技术配合使用。

零售

谈到注塑产品的外观，这种技术最流行的应用是用于展示目的的部件。

这些零件使用塑料注射成型的最大原因是它为应用程序提供了美观和精加工的整体。

家居用品

使用注塑成型制造的最常见行业是家居用品。 环顾四周，任何人都肯定会发现许多塑料或树脂材料制成的现代家居用品。

常见的架子、窗架、把手甚至餐具架现在都使用这种技术。 通过这种技术制造这些组件的核心原因是：

• 耐久性验证
• 处理
• 品质
• 美化

在家庭中，大多数人都希望他们的房子看起来漂亮，并使用可以让他们的生活更舒适的塑料部件。 通过这种技术制造的产品具有高效的耐用性和卓越的品质，这就是它是一个蓬勃发展的行业的原因。 以前，金属部件特别用于厨房，由于生锈问题和噪音，这让事情变得有点困难。

自从塑料制品开始流行以来，家居用品现在都在使用这种技术，可见它现在有多普遍。 全球的出口商现在正在建立主要的生产工厂，专门生产这些部件，然后在全球范围内供应。 中国就是一个例子，其中很大一部分经济体使用通过这种技术制造的塑料产品。

快消品行业

快速消费品行业严重依赖注塑成型技术。 对于包装和提出美学设计，快速消费品公司使用有效的包装组件来提出对客户有吸引力的创新包装设计。 除了组件的美观和精加工外，快速消费品行业还需要遵守严格的卫生和安全规定。

注塑成型非常有能力提高产品的整体质量，而不会出现可能影响不含双酚 A、FDA 认证和其他法规要求的重大问题。 在这种情况下，最重要的法规是塑料成型可以提供的无毒和 GMA 安全法规。

建造行业

随着制造创新产品的趋势，许多建筑公司使用产品来帮助他们的工人通过这些组件保持现场进度。 建筑师通常使用注塑成型的量角器和几何制品。 以下是使用这些组件的几个原因：

• 它们提供成本效益，因为它们的大规模生产比金属产品便宜
• 在多种建筑应用中很重要的产品的耐用性和灵活性
• 零部件重量轻
• 遵守安全部件质量标准

建筑中使用的一些由塑料注射成型制成的常见产品包括安全头盔、安全垫、设计组件和各种手动工具。

影响注塑成型成本的主要因素

降低成本是制造过程中最困难的部分之一，有时会给制造商带来麻烦。 优化间接成本和制造成本需要适当的计划和收支平衡。

让我们来看看可能影响的 8 个关键因素 注塑成本:

1 – 材料成本

注塑成本会增加的核心原因是材料成本。 有时，遵守材料的某些标准需要额外的成本来保持产品的顶级质量。 例如，常规生产可能不如 FDA 批准的材料生产成本高，但成本更高。

2 – 模具成本

有时，这种成本是一次性支出，可以通过一遍又一遍地重新利用模具来生产多种产品。 但是，对于定制手机保护膜和定制零件等创新产品而言，情况并非如此。 制造商必须重新制作模具的整个过程，这会增加成本。

3 – 劳动力成本

这是一种可变成本，根据最低工资和劳动力所需的时间而变化。 由于通货膨胀或电力或其他资源增加等外部因素，劳动力成本可能会增加，因为工资会增加，最终会影响注塑成本。

4 – 部分复杂性

这也主要属于模具成本领域，因为零件越复杂，成本就越高，因为模具需要额外的资源。 此外，有时，复杂的设计可能无法在第一次尝试时产生合适的模具，这可能会增加更多成本。

5 – 模具尺寸

模具还使用不受热应力影响并能在较高温度下承受压力的特定材料。 模具尺寸的增加需要额外的制造材料，这最终导致注射成型成本的增加。

6 – 产量

生产量是您可以尝试的一个领域，因为它可能会通过做出正确的决定来增加或减少成本。 大规模生产总是降低间接成本，因此增加产量会增加利润，从而降低成本，反之亦然。

以下是有关如何降低注塑成型成本的一些提示：

1. 就总体成本而言，增加产量可以产生更好的结果，并且还会产生更多的收入。
2. 关于零件的复杂性，必须在签单前审查设计以防止任何损失。
3. 模具成本通常在上升，因此您必须确保旧模具是否可以重新使用。
4. 拓扑优化是一种优化产品设计的技术。 使用这种技术，设计人员可以轻松确定改进制造设计的空间。 从而降低成型成本。

RapidDirect：注塑成型项目的一站式解决方案

注塑成型听起来像是一个相对简单的过程，但有很多地方可能出错。 当前行业的激烈竞争并没有给错误留出太多空间，您需要始终保持警惕，寻找机会以超越竞争对手。

对于在制造业经营的任何企业而言，拥有合适的加工合作伙伴与使用合适的材料同样重要。 经验丰富的团队可以通过优化最佳应用的设计并通过使用正确的技术和工具来提高效率和成本效益而不影响结果质量来促进流程，从而帮助获得真正的效率。

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