技术支持
注塑技术的类型——了解各种类型的注塑技术及其工作原理
塑料注射成型使用注射成型机、熔化的塑料材料和精心设计的工具模具来批量生产塑料零件。然而，塑料并不是唯一可以注塑成型的材料；本文将表明，随着技术的不断发展，越来越多的材料将能够在这种有利可图的制造过程中发挥作用。在当今工业中，注塑成型在大大小小的消费品、商业和工业产品中有着广泛的用途，并为现代世界的材料成功做出了重大贡献。这似乎有些夸张，但从电子产品到电器再到汽车，一切都依赖注塑成型来提供高度可重复、坚固且复杂的零件。
注塑行业有五种主要类型的注塑技术：每种技术都提供不同的材料和结果，以及特定应用中的成本降低。每种类型的注塑技术都配有自己类型的注塑机，该注塑机配备了适合其预期材料和所需最终产品的组件。注塑机分为三种不同类型。
请参阅以下注塑技术类型：
1. 气体辅助注塑
在气体辅助注射成型中，在熔融塑料之后立即将加压惰性气体（通常是氮气）注射到模具中，迫使材料进入模具壁并在气体原来所在的位置留下空腔。这种气体允许在模具中内置中空型材，但它还可以促进冷却并通过均匀壁厚来防止变形，特别是在注塑模具的厚壁中。气体辅助注塑成型的用途包括减少大型零件、中空产品和其他多孔设计的材料。
这种塑料注射成型的优点在于其能够减少材料使用和冷却时间。气泡将填充较厚的部分，当熔融塑料流向较冷的模具壁时，会减少翘曲并缩短冷却时间。压力还可以减少冷却时发生的收缩，并最大限度地减少出现缩痕的机会。气体辅助注塑还需要较低的锁模力和整体残余应力，从而实现更稳定的注塑工艺。
气体辅助注塑成型也有其局限性。它只能真正应用于单腔模具，否则，气体通道会变得太复杂（如果多个腔彼此不同，这种情况会加剧）。此外，由于气体与材料表面接触的性质，一些材料可能会与气体发生反应或变得雾状。透明塑料特别容易出现这种效应，因此通常无法进行气体辅助注塑成型。
气体辅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
- 高抗冲聚苯乙烯HIPS
- 尼龙PA
- 聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT
- 聚对苯二甲酸
- 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，零件通过利用相对于零件整体尺寸的薄壁厚度，最大限度地节省材料和成本。薄壁成型允许 1-2mm 厚的壁，这既减少了周期时间，又增加了所需的注射压力。专用薄壁注塑机在注塑机中具有最高的精度规格，因为薄壁成型通常用于小型零件。薄壁注塑成型的用途是小型、公差严格的应用，例如电子零件、外壳、医疗设备组件、管道等。
如前所述，薄壁注塑的优点是节省成本和速度。与传统注塑方法相比，薄壁塑料零件需要更少的材料，从而降低材料成本和总体资源消耗。周期时间也大大缩短，而且零件由于重量减轻，运输过程中的排放量也减少了。薄壁注塑模具也可以由可回收塑料制成，薄壁零件可以减轻重型设备和汽车等基于燃料的应用的重量（从而减少排放）。
薄壁注塑的缺点是薄壁注塑模具和成型机较昂贵，并且其操作需要经过培训的成型技术人员。由于薄壁注塑模具需要极高的精度和低公差，因此几乎没有出错的余地。技术人员和设计师必须仔细检查项目中的缺陷来源和潜在的优化，从而导致模具和整个项目的交货时间更长。薄壁还需要更高的压力，这意味着机器必须配备耐压组件，这些组件需要平稳运行数千次循环。
薄壁注塑常用的材料有：
- 尼龙
- 聚丙烯（PP）
- 聚酯纤维
- 聚苯乙烯
- 纤维素塑料
- 聚甲醛
等流动性好的塑料材料。
3.液态硅胶注射成型
液态硅胶注射成型可实现硅橡胶制品的批量生产。这种类型的注塑成型与其他注塑成型的不同之处在于，硅橡胶在技术上是一种热固性橡胶，因此需要硫化（该过程为橡胶提供了有益的材料特性，如耐用性和柔韧性）。与将熔融塑料注入较冷模具的典型注塑成型相反，冷硅橡胶被注入加热的模具型腔并硫化。这种注塑技术需要专用设备，例如混合器、计量装置、完美密封的模具和其他组件。用途包括密封应用产品、连接器、其他塑料产品的包覆成型、婴儿产品、生物相容性医疗产品、烘焙设备、绝缘产品等。
液态硅胶注射成型具有多种独特的优势。该材料不需要任何熔化，可以保持液态，随时可用。如果机器设计正确，硅胶通常会很快固化，并且几乎不会产生毛刺/废料。这种注塑技术通常使注射过程自动化，以减少操作员错误，并提供较低风险的过程，因为除了模具内部之外，材料在任何时候都不会热。有机硅产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学品、耐高温和耐电性能，使其成为热塑性塑料注塑成型选择中的独特产品。
液态硅胶注射成型并不完美；硅胶材料的硫化是一个不可逆的过程，这意味着一旦部件固定，就无法回头。硅胶产品无法回收，如果出现错误，该材料无法像其他类型的注塑成型一样返回库存。此外，液体硅胶需要自己独特的设备，这些设备可能更难以采购和定期维护。
液态硅胶注射成型常用的材料有：
- 标准硅胶
- 医用级硅胶
- 耐有机硅
- 光学硅胶
和更多。
4. 结构泡沫成型
由于引入了由与惰性气体（例如氮气）或化学发泡剂混合的聚合物形成的复合材料，结构泡沫成型可以大规模生产非常大的零件。材料在液态下保持分离，然后在模具内混合。然后将气体/化学鼓风机添加到混合物中，引起化学反应的变化，从而形成低密度、快速膨胀的泡沫。随着泡沫膨胀和固化，内部保留其高孔隙率核心，而泡沫和模具之间的表面界面塌陷，在零件外部形成高密度保护层。由此产生的注塑模具是一种轻质、柔韧且坚固的泡沫产品。结构泡沫成型的用途包括汽车车顶、医疗设备外壳、滑雪板、
结构泡沫注射成型的优点在于能够制造大型、轻质、坚固且具有成本效益的零件。结构泡沫部件可以扩展到汽车车顶和其他大型产品的尺寸，并且由于其固有的孔隙率而使用更少的材料。此外，这种多孔特性有助于减轻重量，而不会影响强度；结构泡沫部件坚固耐用，硬度比固体聚合物高出 8 倍。结构泡沫注射成型易于成型，因为它可以轻松克服不同厚度的壁，在过程中承受的应力较小，不易翘曲，并且损坏模具和机器的发生率较低。结构泡沫部件的生产速度也很快，易于涂漆，并且基本上不受温差的影响。
结构泡沫成型的缺点主要是由泡沫材料造成的，因为表面光洁度粗糙，壁厚不能低于 1/4 英寸，并且通常比其他类型的注射成型需要更多的后处理。此外，结构泡沫成型的生产速度比其他注射成型技术低。
结构发泡注射成型常用的材料有：
- 聚氨酯
- 聚碳酸酯
- 聚苯醚（Noryl）
- 聚对苯二甲酸丁二醇酯
- 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. 金属注射成型
金属注射成型可能是最新、最独特的注射成型类型允许生产注塑金属产品。在此过程中，金属粉末和粘合剂被混合并造粒。然后，这种所谓的“原料”被注射到注射装置中，在那里模制出原始产品。成型后，零件在溶剂中清洗，并热脱粘其粘合剂材料，留下全金属（但仍然多孔）的产品。脱粘的产品在烧结炉中进一步强化，其中金属颗粒聚结成固体基体（通常在真空下达到高固体密度），然后该部件准备好进行额外的后处理程序，如精加工、热处理等。该工艺用于一步批量生产小型（<100g）金属部件，例如手动工具头、机械部件、连杆、汽车和航空航天部件等。
金属注射成型的优点是能够制造以前无法使用传统方法生产的金属零件。此外，可以一步成型大量零件，这可以与更常见的小型金属零件铸造工艺相媲美。它还为最终产品提供高保真度特征，例如滚花、孔和其他精细细节。壁厚可以以较窄的尺寸公差（数百微米）制造，并且几乎没有浪费（与所有其他金属制造技术相比，这是一个显着的优势）。
这种注塑技术的主要缺点是价格昂贵，并且仅限于较小体积和尺寸的零件。金属注射成型所需的设备相当昂贵，到目前为止，金属注射成型的用途是需要极其复杂和详细的金属零件的高端应用。
金属注射成型常用的材料包括：
- 不锈钢
- 碳化钨
- 各种合金
- 钴铬合金
- 钛
- 镍超级合金
- 钼基金属
- 复合材料
和更多。
注塑技术的应用领域有哪些？
塑料注射成型作为大批量制造塑料零件的一种手段在整个行业中得到应用。鉴于可用的各种类型的注塑成型及其受欢迎程度，理论上它的应用是无穷无尽的。尽管如此，仍有一些核心用途是注塑工艺特别擅长的。注塑成型应用的示例包括（但不限于）：
- 汽车零部件
- 食品和饮料包装
- 库存材料（线轴、棒材、管材等）
- 玩具和雕像
- 家具部件
- 固定装置和紧固件
- 机械部件（齿轮、阀门、泵、连杆等）
- 电子硬件和外壳
- 医疗器械零部件
- 通用塑料件
还有很多很多。
无论具体应用如何，注塑成型都是一种高效、低浪费、低后处理程序。大多数零件从模具中取出即可使用，如果不是，则只需进行少量的后处理步骤即可完成。注塑成型的周转率确实令人印象深刻，在一个典型的工作日内会成型数千到数万个零件（取决于设计）。注塑成型因其有效性而广泛分布于整个行业，为制造商带来高产量、高重复性和高可靠性，最终带来长期稳定的利润。
使用注塑技术有哪些优势？
使用注射成型技术的优点是：
- 注塑成型具有令人难以置信的成本效益，特别是在一个工作日打印数千到数万个零件的大批量应用中。
- 注塑成型提供许多不同的材料，包括通用材料和特种材料。
- 注塑成型为产品开发人员提供了巨大的设计自由度，并且仅受到模具设计、材料规格和成本的限制。
- 注塑零件可以小到一粒米（或更小），也可以大到汽车仪表板，具体取决于所使用的注塑成型的具体类型。
- 注塑成型可以生产高度复杂的零件，否则用传统的减材制造方法生产这些零件会非常耗时或困难。
- 注塑成型是一种低/无废料的制造方法，废料通常可以 100% 回收并重新研磨成新注塑模具的库存材料。
有关更多信息，请参阅我们有关注塑成型优点的文章。
注塑技术中使用哪些机器？
注塑技术中使用的机器可分为三种主要类型：
- 液压机：液压机是最早开发的注射机类型，主要由液压驱动装置提供动力。它们提供大的锁模力，是最传统的注塑机，具有各种新的和二手的机器和零件市场。液压注塑机通常用于汽车和重工业的厚壁大型应用。
- 电机：电机（也称为全电动或伺服电机）由伺服电机驱动，并在所有轴上提供无与伦比的控制。它们是液压模型的更新，更节能、更清洁、更准确、更安静。它们的购买和维修成本更高，但平均寿命比液压模型更长。电动注塑机通常用于洁净室应用，生产生物力学、制药和医疗器械产品的中小型零件。
- 混合动力机器：混合动力机器结合了液压和电机技术，以提供两种系统的最佳性能。它们的锁模力高于全电动型号，但其控制和精度优于纯液压机。它们的效率、可靠性、可控性和维护要求与以前的机器相当或更好。虽然混合注塑机的成本更高，操作和维修也更具挑战性，但它正在迅速获得关注并降低价格。它们的应用包括医疗产品、重型设备的大批量生产，以及小尺寸和大尺寸的一般和特定行业用途。
欲了解更多信息，请参阅我们有关注塑机的文章。
概括
本文介绍了注塑成型技术的类型以及它们如何为制造提供独特的优势。
南京美音精密制造有限公司是一家聚焦于产品模具设计制作、多型新材料注塑加工、产品成品组装、产品原型设计等多业务的精密制造企业。
作为一家专业的精密产品零件加工生产制造服务商，南京美音精密制造有限公司秉持以“客户第一”为经营理念及方针，多年来通过优异的品质、准确的交期及个性化服务深受海内外客户信赖。成为了包括3C家电、电子电器工程、 生活用品、工装夹具、模具制造等众多领域的国际大型采购集团的重要合作伙伴。
南京美音精密制造有限公司凭借多年的专业知识和独特的制造广度及生产深度，为客户提供广泛的精密加工技术支持，能够根据客户需求设计和组装整套产品组件及模具组件。
