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什么是塑料注射成型,它是如何工作的?

2022-06-25发布,浏览次数:24

  塑料部件用于许多行业。从汽车到家用电器和医疗设备,各种塑料部件被用于保护、增强和构建种类繁多的产品。然而,很少有制造商确切地知道他们的塑料部件是如何生产的。

  凭借其可靠、高质量的性能,注塑成型是用于生产塑料部件的最常见工艺之一。事实上,到2028年,注塑成型塑料市场的复合年增长率(CAGR)预计将增长4.6%。

  然而,尽管它能够快速生产大量塑料部件,但必须严格控制注塑工艺以保持最终部件的质量。本文将解释注塑成型的工作原理以及经验丰富的制造商如何控制工艺以生产出最优质的塑料部件。我们将介绍:

  什么是注塑成型?

  注塑成型是如何工作的?

  什么是注塑成型?

  注塑机

  注塑成型是一个复杂的制造过程。使用专门的液压或电机,该过程将塑料熔化、注入并将塑料制成安装在机器中的金属模具的形状。

  由于多种原因,塑料注射成型是使用最广泛的部件制造工艺,包括:

  灵活性的模具设计和热塑性塑料用于每个组件这意味着注塑工艺可以生产各种组件,包括复杂且高度精细的零件。

  效率:一旦工艺设置和测试,注塑机每小时可以生产数千件产品。使用电动注塑机也使该过程相对节能。

  一致性:如果严格控制工艺参数,注塑工艺可以快速生产出数千个部件,质量始终如一。

  成本效益:一旦模具(这是最昂贵的元件)建成,每个组件的生产成本相对较低,特别是在大量生产的情况下。

  质量:无论制造商是在寻找坚固、抗拉或高度精细的部件,注塑工艺都能反复生产出高质量的部件。

  这种成本效益、效率和组件质量只是许多行业选择为其产品使用注塑件的部分原因。

  注塑成型是如何工作的?

  虽然从表面上看,注塑工艺看似简单,但有许多参数需要严格控制,以确保生产的塑料部件的整体质量。深入了解工艺和参数将有助于制造商确定能够提供所需质量和一致性的塑料部件生产商。

  第1步:选择合适的热塑性塑料和模具

  在实际过程开始之前,正确的热塑性塑料和模具是关键,因为这些是创建和形成最终组件的基本要素。事实上,为了做出正确的选择,制造商需要考虑热塑性塑料和模具如何相互作用,因为某些类型的塑料可能不适合特定的模具设计。

  每个模具由两部分组成:型腔和型芯。型腔是塑料注入的固定部分,型芯是可装入型腔以帮助形成组件最终形状的移动部分。根据要求,模具可以设计为生产多个或复杂的组件。模具工具反复承受的高压和高温意味着它们通常由钢或铝制成。

  由于所涉及的材料的高水平设计和质量,开发模具工具是一个漫长而昂贵的过程。因此,在创建最终的定制模具之前,建议使用计算机辅助设计(CAD)和3D打印技术创建、原型化和测试工具。这些工具可用于数字化开发或创建原型模具,然后可以在机器中使用所选的热塑性塑料进行测试。

  使用正确的热塑性塑料测试工具是确保最终组件具有正确性能的关键。由于其分子结构,每种热塑性塑料都具有不同的特性、耐温性和耐压性。分子结构有序的塑料称为半结晶塑料,结构较松散的塑料称为无定形塑料。

  每种塑料的特性将使它们适用于某些模具和组件。注塑成型中最常用的热塑性塑料及其特性包括:

  丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)–ABS具有光滑、坚硬和坚韧的表面,非常适合需要拉伸强度和稳定性的组件。

  尼龙(PA)–有多种类型可供选择,不同的尼龙具有不同的特性。通常,尼龙具有良好的耐温性和耐化学性,并且可以吸收水分。

  聚碳酸酯(PC)–一种高性能塑料,PC重量轻,具有高冲击强度和稳定性,以及一些良好的电气性能。

  聚丙烯(PP)–具有良好的抗疲劳性和耐热性,PP是半刚性、半透明和坚韧的。

  最终的热塑性塑料选择将取决于制造商对其最终组件和模具设计所需的特性。例如,如果制造商需要具有电气特性的轻质部件,那么PC将是合适的,但前提是模具不需要在135C以上或在塑料无法抵抗的非常高的压力下运行。

  一旦测试并选择了正确的热塑性塑料和模具,就可以开始注塑成型过程。

  第2步:喂入和熔化热塑性塑料

  注塑机可以由液压或电力驱动。EssentraComponents越来越多地用电动注塑机取代其液压机,从而显着节省了成本和能源。在最基本的层面上,这些机器由机器顶部的进料器或“料斗”组成。一个长的圆柱形加热桶,里面装有一个大的注射螺杆;一个门,位于桶的末端;以及浇口所连接的所选模具。

  为了启动该过程,将所选热塑性塑料送入机器顶部的料斗中。随着螺杆转动,这些颗粒逐渐送入机器的机筒中。螺杆的转动和来自机筒的热量逐渐加热并熔化热塑性塑料直至其熔化。

  在这部分过程中保持正确的温度是确保塑料可以有效注射并准确形成最终零件的关键。

  第三步:将塑料注入模具

  一旦熔融塑料到达机筒末端,浇口(控制塑料注射)关闭,螺杆向后移动。这会通过一定量的塑料,并在准备注射的螺杆中建立压力。同时,模具的两部分靠在一起并保持在高压下,称为合模压力。

  注射压力和夹紧压力必须平衡,以确保零件正确成型,并且在注射过程中没有塑料从工具中逸出。一旦工具和螺杆中的压力达到正确,浇口就会打开,螺杆向前移动,熔融塑料被注入模具中。

  第四步:保温和冷却时间

  一旦大部分塑料被注入模具中,它就会在压力下保持一段时间。这被称为“保持时间”,范围从几毫秒到几分钟不等,具体取决于热塑性塑料的类型和零件的复杂性。这个保持时间是确保塑料包装出工具并正确成型的关键。

  在保持阶段之后,螺杆回缩,释放压力并使零件在模具中冷却。这被称为“冷却时间”,它也可以从几秒钟到几分钟不等,并确保组件在被弹出并在生产线上完成之前正确设置。

  注塑机

  第五步:顶出和精加工工序

  在保持和冷却时间过去并且零件大部分成型后,销或板将零件从工具中弹出。它们落入隔间或机器底部的传送带上。在某些情况下,可能需要抛光、染色或去除多余塑料(称为马刺)等精加工工艺,这些工艺可由其他机械或操作员完成。一旦这些过程完成,组件将准备好打包并分发给制造商。

  

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