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工業設計師必須了解-注塑成型工藝原理與應用

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注塑成型是一種廣泛應用的制造工藝,通過將熔融塑料注入模具,生產高精度、相同規格的零件。其核心流程包括將聚合物顆粒熔化后,在高壓下注入模具,待塑料在模具中冷卻固化后成型。該工藝以高效、成本效益高和多功能性著稱,適用于大規模生產,生產周期通常在30至90秒,遠快于CNC加工或3D打印等工藝。

注塑成型的優勢顯著。首先,它支持超過25,000種材料選擇,能夠生產從汽車零件到電子外殼、廚房用具等多樣化產品。其次,工藝可實現嚴格的公差和出色的重復性,確保零件堅固耐用且外觀精美。此外,注塑成型在大批量生產(500件以上)時經濟性突出,單位零件成本較低。然而,初始模具設計和制造成本較高,通常在5,000至100,000美元之間,且設計變更需重新制作模具,增加了時間和費用。典型周轉時間為6至10周,其中模具制造占4至6周,生產和運輸需2至4周。

注塑機主要由注射單元、夾緊單元和模具組成。注射單元通過料斗、往復螺桿、加熱器和噴嘴,將塑料顆粒熔化并注入模具;夾緊單元則通過固定與可移動平臺、流道系統、冷卻系統及頂針,控制模具的開合與零件脫模。模具設計中,簡單直拉模具由型腔和型芯組成,適合基本幾何形狀;復雜設計則需側向作用芯等插件以實現懸垂或孔洞等特征。

注塑成型適用于需要大批量生產、復雜設計、嚴格表面光潔度或特定材料(如金屬轉塑料)的項目。零件成型后通常無需后處理即可使用,適合快速進入市場。盡管初始投資較高,但其高效性和可靠性使其成為塑料零件制造的首選工藝,廣泛應用于各行業,推動了現代制造業的發展。


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