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注塑成型工藝的12大優勢

了解為什麼這種製造技術在塑膠零件製造方面表現出色。

注塑成型是一種用於以極高速度生產塑料零件的方法。因此,注塑成型是大多數塑料消費品的首選技術也就不足為奇了。
使用塑料注塑成型製造產品所用的材料從粒狀塑料開始,如下圖所示:

彩色塑料顆粒和成品塑料板
圖片來源: Aykut Erdogdu/Shutterstock.com

注塑模具是专门为正在生产的产品设计和制造的。下图说明了创建模具的过程。

注塑模具的生產工藝
圖片來源:Rene H. Kang/Shutterstock.com

塑料注塑成型優勢包括但不限於以下內容:

1. 注塑成型提供複雜的零件設計

注塑成型可以處理高度複雜的零件,提供一致性,並提供製造數百萬個幾乎相同的零件的能力。大批量注塑成型的有效性以及零件精度和質量更優意味著要考慮關鍵的設計元素。 

零件設計必須更大限度地提高大批量成型中固有的效率。有了理想的設計,零件可以在不犧牲複雜性的情況下被高品質地製造出來。

2. 注塑成型可以提高生產效率和速度

有幾個很好的理由說明這是更常見和更有效的成型形式。首先,與其他方法相比,注塑成型工藝速度更快,高生產產出率使其更加有效。

速度取決於模具的複雜程度和尺寸,但每個成型週期之間只有大約15-120秒。由於週期之間的週期較短,在給定的生產時間內可以生產更多的注塑成型零件。

3.注塑成型強度更大

多年來,塑料的強度和耐久性顯著提高。現代輕質熱塑性塑料甚至可以與金屬部件一樣承受惡劣的環境,在某些情況下,甚至可以超過金屬。 

此外,還有超過25000種工程材料可用於複雜的注塑成型應用。也可以製造高性能塑料混合物和混血兒,以滿足特定的零件要求和特性,如高抗拉強度。

4.注塑成型在顏色和材料方面較為靈活

塑料注塑成型進程提供了靈活性。這種靈活性可以體現在所用塑料的特性上,也可以體現在原始設備製造商定制顏色選擇以滿足特定項目要求的能力上。塑料注塑成型的好處是它為原始設備製造商提供了設計選擇的自由,尤其是與金屬相比。可以使用許多材料。 

成型過程可以透過調整塑料、添加劑和生物相容性來獲得所需的顏色,從而產生透明的零件或各種顏色。然而,當一個產品經常需要多種顏色時,這可以透過包覆成型來實現。

5.注塑成型可以減少浪費

相對於傳統製造工藝,塑料注塑成型工藝產生的後期生產廢料非常少。任何廢塑料通常來自澆口和流道。然而,任何未使用或廢棄的塑料都可以重新研磨和回收以備將來使用。

6.注塑成型勞動力成本低

與其他類型的成型工藝相比,注塑成型操作的勞動力成本相對較低。以高生產率生產高水平零件的能力有助於透過其效率和有效性降低製造成本。 

成型設備通常帶有自動澆注、自動化工藝工具,以保持操作簡化和大規模生產在更少監督的情況下進行。

7. 注塑成型提供多種表面

大多數注塑零件具有光滑的表面光潔度,接近所需的外觀。然而,光滑的外觀並不適合所有的應用。根據所用塑料材料的物理和化學性質,塑料注塑成型製造工藝創造的表面光潔度不需要二次操作。該工藝提供了表面處理的靈活性,從啞光表面和獨特的紋理到雕刻。

8.注塑成型創造輕量級產品

雖然它們在汽車行業中更為普遍,但原始設備製造商在許多行業中使用輕質塑料注射成型產品。與使用金屬部件相比,使用塑料部件有助於減輕重量。今天,高強度、輕質熱塑性塑料可以取代金屬部件,強度或耐用性幾乎沒有區別,只是重量不同。

9.注塑成型可以使用多種類型的塑料

複雜的零件設計通常需要由不同材料製成的元件。雖然這看起來很簡單,但安全地組合塑料可能非常複雜。在任何情況下,透過保證兼容性,模具項目工程師的塑料專業知識減少了缺陷、傷害風險和保修索賠。

10.注塑成型擁有一致性

生產高產量但複雜的塑料零件需要一致、可重複的工藝,以實現公差嚴格的設計。注塑生產過程有助於確保一致的質量,因為每個零件都持續使用相同的模具,並以注塑機的持續改進實踐為後盾,這些實踐結合了當前領先的技術。

11.注塑成型可以創造精密產品

經過適當維護的現代高速注塑模具設備允許大規模生產精密模製塑料零件。對於需要高精度生產的連接器和齒輪等塑料部件的生產,這種成型工藝是更佳選擇,公差可達+/-0.0002英寸。

12.注塑成型縮短了產品開發時間

注塑模具工程師的不同技能組合可以幫助原始設備製造商實現更短的產品開發時間。這樣做可以確保更快的生產週期,並更快地將無缺陷零件推向市場,這對製造商來說是一個決定性的競爭優勢。

如何充分利用注塑成型進程?

為了充分利用注塑成型流程,要認識到該流程有許多相關的細節,並且可能需要進行一些更改來使該流程適應給定產品的需求。適度和大規模的生產運行都需要對細節和優化的關注。該過程應該允許機器在運行中盡可能減少中斷次數。 

明智有效地利用材料是另一個重要的技巧。減小注射尺寸可能會有所幫助。專家表示,將注射尺寸降低機器大容量的10%有助於應用噴嘴繪製更多顏色,並更充分地工作檢查環。這兩種措施都使以後的清理更容易管理,並有助於減少浪費的材料。

在應用中使用正確的熱塑性塑料是確保材料預算盡可能緊張的另一種方法。預防性維護也不應該被忽視。在定期預防性維護期間,清潔成型設備是重中之重。

還應考慮產品壁的厚度。這裡的均勻性將有助於產品均勻冷卻,並減少翹曲的可能性。兩條有價值的規則是:

1.以避免尖角而有利於圓形特徵,以及

2.使每面牆的厚度保持在相鄰牆厚度的40%到60%左右

了解更多信息,請查看我們關於注塑成型基礎的文章。

什麼類型的注塑成型技術更有優勢?

有利的工藝取決於所需產品和材料的應用,但一些常見的例子是立方體成型、氣體輔助注射成型、壓鑄、液體矽橡膠注射成型、微注射成型、薄壁注射成型和反應注射成型。了解更多信息,請參閱我們關於塑料成型技術類型的文章。

注塑成型有什麼缺點嗎?

雖然注塑成型有顯著的優點,但也有幾個缺點。

首先,雖然總體製造成本較低,但這種製造過程的前期成本可能很高,尤其是在工具方面。在生產任何零件之前,必須創建原型零件,這需要時間和金錢來完成,並且可能成本高昂。

由於注塑成型機和模具的尺寸限制,注塑成型對於生產作為單件的大型塑料部件也不理想。對於注塑機的能力來說太大的項目需要被創建為多個部件,並在後續步驟中連接在一起。

大的凹陷也需要專業的設計師來計劃避免它們,因為這些會給成品增加更多的費用。

關於Xometry擇幂科技

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