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標題: 注塑成型:工藝、原型、優(yōu)勢和成本 [打印本頁]

作者: 中國注塑網(wǎng)    時間: 2022-5-30 15:00
標題: 注塑成型:工藝、原型、優(yōu)勢和成本
注塑成型是一種用于批量生產(chǎn)相同塑料零件的制造工藝。這是一種塑料注射方法,將熔融塑料插入模具中,以生產(chǎn)模腔形狀的零件,從而創(chuàng)建模型塑料零件的物理表示。塑料注射成型自 19 世紀后期就已經(jīng)存在,并且繼續(xù)流行。如果您環(huán)顧四周,注塑件無處不在,從鍵盤上的按鍵到汽車儀表板,再到 X-Wing 樂高套裝。

塑料注射成型工藝通常用于快速需要大量零件、零件價格需要保持較低水平以及所有零件的尺寸和其他指標需要相同的情況。這個過程的主要好處是它的成本效益;有時,大規(guī)模零件的成本僅為每件幾美分?!按笠?guī)?!蓖ǔJ侵笍臄?shù)千到數(shù)十萬個零件的數(shù)量。然而,它也是可重復(fù)性最高的制造工藝之一,與 CNC 加工甚至 3D 打印相比,它的材料、顏色和化妝品種類也最多。

注塑成型的優(yōu)點是什么?
塑料注射成型的優(yōu)點包括均勻性、降低成本和快速大批量生產(chǎn)。此外,注塑件具有出色的穩(wěn)定性,其廢料可以回收利用,有助于消除浪費。

提供統(tǒng)一性:使用相同的模具成型所有零件,確保零件保持相同的尺寸,而無需付出多少努力(因此也降低了成本)。與 CNC 加工或 3D 打印的零件相比,零件公差可以達到 +/- 0.125 毫米(0.005 英寸),通常在 +/- 0.500 毫米(0.020 英寸)。
制造幾乎相同的零件:由于生產(chǎn)的所有零件都來自相同的少數(shù)模具,因此即使具有詳細特征或復(fù)雜幾何形狀的零件也保持一致。
降低成本:由于注塑成型的性質(zhì),您生產(chǎn)的零件越多,您每件支付的費用就越少。一旦設(shè)置了初始設(shè)備和材料,這種制造方式幾乎不需要人工或時間費用。注塑成型是大規(guī)模生產(chǎn)塑料最便宜的工藝,因為它每天可以生產(chǎn)成百上千個零件。
提高生產(chǎn)速度:其他制造方法(包括 CNC 加工和 3D 打?。┬枰獓@每個零件進行更多工作,而注塑成型只需要注射材料和冷卻時間來制造零件(某些零件類型確實需要二次加工,具體取決于其應(yīng)用, 然而)。還可以通過包括模具氣蝕(每個模具內(nèi)的中空形式的數(shù)量)來增加產(chǎn)量。然而,重要的是要注意,這僅適用于已經(jīng)制作工具的情況。模具創(chuàng)建增加了新模制零件的交貨時間。
有益兼容性:某些形式的注塑成型(如包覆成型和嵌件成型)可以使用多種材料來制造單個零件。據(jù)估計,注塑成型本身可以使用超過 18,000 種熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體。這意味著很容易創(chuàng)建與它們將與之交互的組件兼容的部件。
能夠以更少的費用制造復(fù)雜的零件:由于它涉及將塑料填充到模具中,因此可以通過這種方法大批量制造復(fù)雜而復(fù)雜的零件,而無需大量的勞動力或時間。確保設(shè)計遵循注塑模具最佳實踐非常重要,我們將進一步詳細介紹。
材料靈活性:由于注塑成型可以利用成千上萬種塑料和添加劑,因此更容易找到具有您所需性能的塑料。
穩(wěn)定性:注塑成型零件是各向同性的,這意味著它們形成了一個實心零件。這使它們比某些 3D 打印部件更堅固、更可靠,因此在需要更換之前它們的使用壽命更長。
材料可回收性:注塑成型可以重復(fù)使用廢料,減少浪費和購買更多材料的需要。
勞動力成本低:由于注塑成型主要由機器運行,勞動力成本僅限于監(jiān)督、質(zhì)量檢查和其他類似任務(wù)。
注塑成型的缺點是什么?
在大多數(shù)情況下,注塑成型的缺點包括單個原型或小批量生產(chǎn)的高價格,以及一旦創(chuàng)建工具就缺乏設(shè)計靈活性。用這種工藝制造的零件也必須保持小尺寸,并且它們有一定的設(shè)計限制,如果忽略它們將大大提高價格。

不適合小批量生產(chǎn):定制工具(包括模具、固定裝置、夾具和其他設(shè)備)的制造成本很高。還有與設(shè)置模具和購買要成型的塑料相關(guān)的成本。任何想要開始注塑成型的人都應(yīng)該確保他們想要生產(chǎn)的零件數(shù)量從財務(wù)角度來看是有意義的。
初始交貨時間長:制造工具可能需要 5-7 周,制造和運送實際零件可能需要 2-4 周。那些還沒有為他們設(shè)置注塑成型的人會發(fā)現(xiàn) CNC 加工或 3D 打印的周轉(zhuǎn)時間更快。
缺乏設(shè)計靈活性:模具一旦創(chuàng)建,就很難或不可能進行更改。任何重大的設(shè)計更改都必須使用新模具,因此確保進入第一個模具的設(shè)計是您想要的非常重要。
生產(chǎn)零件尺寸的限制:雖然大型注塑件是可能的,但它們也更難制造,因此更昂貴。不過,汽車門板或車體等產(chǎn)品可以注塑成型。
某些設(shè)計難以完成:使用這種方法生產(chǎn)的零件應(yīng)具有均勻厚度的壁、拔模斜度(允許零件與模具分離)以及很少或沒有底切。在注塑成型的零件中可能會出現(xiàn)一些底切,不平整的墻壁也是如此,但由于生產(chǎn)它們的難度增加,它們會推高價格。
當零件生產(chǎn)無法在這些限制范圍內(nèi)工作時,其他制造方法(例如 3D 打印)就會接管。對于需要頻繁更改、較小的生產(chǎn)運行和快速周轉(zhuǎn)時間的零件設(shè)計,最好使用 3D 打印。3D 打印也最適合用于小零件。

什么是塑料注射成型工藝?
塑料注射成型工藝將液體材料注入模具中以冷卻成零件。它具有四個關(guān)鍵步驟:夾緊、注射、冷卻和頂出。

夾緊。將鋁或鋼模具的兩半固定在一起,以準備注入熔融材料時產(chǎn)生的巨大壓力。
注射。將?;瘶渲訜嶂寥廴跔顟B(tài)并注入模具中。一旦注入大部分塑料,就會發(fā)生保壓和保持,在此施加壓力以確保塑料已填充模具的所有部分。
冷卻。零件冷卻并固化成最終的塑料零件。這可能需要幾秒鐘到幾分鐘的時間。
彈射。然后自動或手動彈出模制塑料零件,然后重新開始下一個零件的過程。
整體塑料注射成型是一個相當自動化的過程,因此除了監(jiān)督之外幾乎不需要人工。

注塑成型的用途是什么?
塑料注塑成型用于所有行業(yè),從靜電消散電子外殼到石油和天然氣行業(yè)的自潤滑部件。一些最常見的應(yīng)用包括:

消費品:該行業(yè)通常使用廉價、機械強度高的塑料(如 PVC),將注塑成型用于手持物品、存儲容器和物聯(lián)網(wǎng)容器。
航空航天公司使用渦輪機外殼和葉片、泵齒輪和閥座等產(chǎn)品,這些產(chǎn)品由 PEEK 和 PAI 等工程塑料制成,這兩種材料都可以承受飛機所見的各種溫度。
電子產(chǎn)品:在該領(lǐng)域,注塑成型部件包括許多包覆成型部件,如電線電纜和連接器。通常使用的材料包括靜電消散塑料,如 ABS 和 ABS 混合物。
醫(yī)療制造商將注塑成型用于醫(yī)療工具、燈或顯示器支撐臂、輸液泵、心電圖機和斷層成像機中的產(chǎn)品部件。醫(yī)療公司將使用不吸收水分并且可以通過蒸汽、輻射或氣體進行消毒的塑料。一些所需的塑料對透明部件也有透明度要求。常用的塑料包括 PEEK、聚碳酸酯和聚苯乙烯,但不包括尼龍,因為它會吸收水分。
能源和石油公司使用耐高溫塑料,幾乎沒有吸濕性。這包括 PEEK,它是中性的耐高溫,PTFE,它具有高熱變形特性。他們還通常使用尼龍,這種尼龍具有自潤滑性,可以承受很寬的溫度范圍。這些公司需要諸如嵌件成型閥門、電氣連接器、密封件、管道保護和襯里等產(chǎn)品。
汽車:由于汽車最終會在各種氣候和運行條件下運行,汽車公司將使用具有廣泛耐化學性和耐溫性的材料。包括門板和發(fā)動機部件在內(nèi)的零件通常使用玻璃填充尼龍制造,因為玻璃增加了保險杠等產(chǎn)品的剛度。其他流行的材料包括 PBT、PPE-PS 和具有高耐化學性的聚醚酰亞胺。
什么是注塑成型原型?
注塑成型原型是在設(shè)計、測試和開發(fā)階段為測試和推廣而創(chuàng)建的數(shù)十個注塑成型產(chǎn)品的廉價生產(chǎn)、相對短期的組。更具體地說,公司將希望創(chuàng)建原型以:

證明零件設(shè)計可以專門使用這種方法
確保注塑成型的最終部件不會出現(xiàn)基于材料或工具的設(shè)計問題
用于消費者研究或促銷
測試零件,包括找出化妝品
向潛在的經(jīng)銷商展示零件
獲得使用其他方式無法實現(xiàn)的特定材料或飾面,例如創(chuàng)建聚苯乙烯部件(無法打印)
通過使用單腔模具、更便宜的工具材料以及制造它們的自動化程度較低,這些零件的生產(chǎn)成本更低。并非所有行業(yè)都會為注塑成型創(chuàng)建原型;那些時間緊迫或使用離岸制造商的人通常會跳過該過程的這一步。

但是,某些零件類型最好先制作原型。制造小型產(chǎn)品(如隱形眼鏡盒)的公司稍后會在多腔模具中具有許多孔,然后會發(fā)現(xiàn)原型制作更有幫助,然后再投資具有數(shù)十個腔的模具。此外,在大規(guī)模制造零件時有大量法規(guī)的公司(例如醫(yī)療行業(yè)的公司)使用注塑模具原型來制造用于研究的零件,而無需通過產(chǎn)品用于消費者所需的法規(guī)和認證流程。這使他們能夠在通過審批流程后避免代價高昂的錯誤。像 Xometry 這樣獲得ISO 13485 認證的公司也可以為醫(yī)療公司進行全面的生產(chǎn)運行。

通常原型零件將由商品塑料制成,如聚碳酸酯、尼龍、聚丙烯和 ABS,以及彈性體,如 TPE、TPU 和 SAN。一些樹脂也需要特殊模具。例如,PEEK 需要一個加熱模具,而不是更標準的冷卻模具,后者只散發(fā)液態(tài)塑料的熱量,而不是首先加熱以保持液態(tài)。

注塑成型的種類有哪些?
塑料注塑成型類型包括從嵌件和單腔模具到復(fù)雜工具(如主單元模具 (MUD) 模具)的廣泛范圍。進一步來說:

單腔模具或工具通常用于小批量批次。單腔工具有一個腔,因此它們在每個注射循環(huán)中生產(chǎn)一個零件。它們有時被稱為單印模工具。
多型腔工具,也稱為多壓模工具,由同一零件的重復(fù)型腔組成,并允許在單個循環(huán)中生產(chǎn)多個零件。多腔模具還共享一個流道系統(tǒng),可以減少每個零件的廢料或廢料百分比,從而節(jié)省生產(chǎn)成本。在盡可能高效地生產(chǎn)大量零件時,多腔工具非常重要。這種模具通常以偶數(shù)生產(chǎn),并且可以有 2、4、8 和更多的型腔。需要注意的是,添加型腔會增加工具的復(fù)雜性和制造時間,與單型腔工具相比,這會顯著增加工具成本。
家庭模具工具是一種多腔工具,其中每個腔都是獨特的零件設(shè)計。與為每個零件設(shè)計制作單獨的工具相比,家庭工具共享相同的模具,從而降低了總體成本。家庭模具在小批量或原型生產(chǎn)中很受歡迎。如果族工具中的零件共享相同的材料、尺寸范圍和顏色,則該工具可以共享循環(huán)時間以同時生產(chǎn)多個零件。這些部件通常使用流道關(guān)閉裝置單獨運行。
Master Unit Die (MUD) 模具使用保留在成型機中的通用框架,同時添加或移除可互換的嵌件以定義型腔的形狀。這通常比傳統(tǒng)的定制加工模具更具成本效益,并且可以加快生產(chǎn)時間。這使其可用于原型設(shè)計和小批量生產(chǎn)。如果零件設(shè)計、澆注系統(tǒng)、滑塊或型芯可以安裝在可更換刀片內(nèi),則 MUD 工具可以設(shè)計為單腔、多腔或系列工具。然而,MUD 模具不用于生產(chǎn)超過 100,000 個單位,因為這種數(shù)量的零件通常需要高級成型定制。
嵌件模具是一種工具,其中金屬部件(例如螺紋件或銅導(dǎo)體)被牢固地放置在模具型腔中并粘合到塑料部件上。通常情況下,插入模具比敲擊或安裝插入件作為成型的二次操作更快。嵌件模具減少了通過超聲波和熱樁攻絲插入手動組裝零件所需的勞動力和時間。它還通過機械方式合并兩種材料來提高組件的可靠性。
包覆成型是指一種塑料材料被模制在另一個塑料部件上,例如牙刷柄塑料上的橡膠把手。包覆成型通常包括首先模制剛性基板,然后將部件插入第二個工具中以在基板上模制第二材料。二次注塑或 2K 模具使用專用設(shè)備(例如多個型腔和自動工具)自動加熱和喂入兩種單獨的材料,從而使包覆成型過程自動化。由于模具成本高,二次模具最好用于生產(chǎn)。
液態(tài)硅膠成型與熱塑性注塑成型的不同之處在于它使用液態(tài)硅膠材料,這種材料是熱固性的,一旦成型就不能熔化。該過程是相同的,因為它需要機加工工具、高注射壓力和類似的彈出機構(gòu)。
壓縮成型使用預(yù)熱的開腔側(cè)模具,將稱為裝料的材料送入其中。立式液壓機下降以將材料形成最終零件。壓縮成型對于扁平或簡單的零件是有利的,因為由于模具的簡單性,它的成本較低。
傳遞模塑是在類似于使用立式液壓機的壓縮模塑的過程中將塑料材料壓入模具中。然而,傳遞模塑與注射模塑相似,因為模具是封閉的,并從另一個腔室轉(zhuǎn)移到模腔中。
3D 打印模具是可能的,但大多數(shù)為企業(yè)服務(wù)的公司不打印模具,因為涉及的錯誤率較高。
所有塑料注射成型服務(wù)都涉及將熔化的塑料注射到模具中,然后冷卻并作為零件彈出。然而,在該領(lǐng)域內(nèi)有更具體的制造類型,包括包覆成型、注塑成型和壓縮成型。

哪些產(chǎn)品可以注塑成型?
注塑成型的產(chǎn)品包括家具、汽車零件、食品等。進一步來說:  

建筑產(chǎn)品,例如屋頂通風口
食品和飲料物品,例如杯子或托盤
玩具,包括模型或玩具家具
電子外殼,如遙控器外殼
汽車保險杠等汽車零部件
利器容器等保健產(chǎn)品
注塑成型比 3D 打印更好嗎?
塑料注射成型比 3D 打印更適合更大的生產(chǎn)運行、更堅固的零件、更快的生產(chǎn)以及可以使用的更多種類的材料,包括填充物。由于注塑成型的制造過程僅涉及塑料的注射和冷卻,因此最多可以在幾分鐘內(nèi)形成零件,而不是通過 3D 打印逐層創(chuàng)建零件。這使得制造更多零件的速度比 3D 打印機更快,盡管構(gòu)建模具和其他設(shè)置意味著注塑成型具有更長的原始交貨時間。零件也更堅固,因為它們不依賴于每層塑料之間的粘合,這對于汽車保險杠等產(chǎn)品很重要。同時,幾乎所有的塑料都可以注塑成型,

注塑成型環(huán)保嗎?
與其他塑料制造工藝相比,塑料注射成型是環(huán)保的。由于該技術(shù)僅使用填充模具所需的塑料量,因此浪費的材料更少,尤其是當澆口和流道中多余的塑料被磨碎并重復(fù)使用時(如有必要,可以多次重復(fù)使用)。與其他工藝相比,該工藝還產(chǎn)生更少的排放并使用更少的能源。

然而,注塑行業(yè)如此龐大,以至于該領(lǐng)域仍然使用大量能源,并且大多數(shù)塑料在創(chuàng)建時會產(chǎn)生大量排放。然而,通過優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計、流程、生產(chǎn)運行效率和節(jié)能,可以做額外的工作來使這個過程更加環(huán)保。還有可生物降解的塑料和填料,可用于制造更環(huán)保的產(chǎn)品。

注塑機的基本原理是什么?
塑料注射成型機的基礎(chǔ)包括三個主要部分:注射單元、模具和夾緊/頂出單元。我們將在以下部分中重點介紹注塑模具組件,這些組件分為澆口和流道系統(tǒng)、澆口、模具型腔的兩半以及可選的側(cè)面動作。您可以通過我們更深入的文章塑料注射成型基礎(chǔ)知識了解更多關(guān)于塑料注射成型基礎(chǔ)的過程。

下圖 1 顯示了注塑機的基本部件:

幻燈片 1 的 1

Xometry 圖像

Xometry 圖像

Xometry 圖像

塑料注射成型機的基礎(chǔ)知識。

1.模具型腔

模腔通常由兩個面組成:A面和B面。型芯(B 面)通常是非裝飾性的內(nèi)側(cè),其中包含將完成的零件推出模具的頂針。型腔(A 面)是熔融塑料填充的模具的一半。模具型腔通常有通風口以允許空氣逸出,否則會過熱并在塑料部件上造成燒傷痕跡。

2. 轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)

流道系統(tǒng)是將液態(tài)塑料材料從螺桿進料口連接到零件型腔的通道。在冷流道模具中,塑料會在流道通道和零件型腔內(nèi)硬化。當零件被頂出時,流道也被頂出。流道可以通過手動程序剪斷,例如用模切機剪裁。一些冷流道系統(tǒng)使用三板模具自動彈出流道和零件,其中流道由注射點和零件澆口之間的附加板隔開。

熱流道模具不會產(chǎn)生附加的流道,因為進料一直保持在熔融狀態(tài)直到零件澆口。有時被稱為“熱滴”,熱流道系統(tǒng)可以減少浪費并提高成型控制,但會增加模具費用。

3. 澆口

澆口是熔融塑料從噴嘴進入的通道,它們通常與流道相交,流道通向塑料進入模腔的澆口。澆口是比流道通道更大直徑的通道,允許適量的材料從注射單元流過。下面的圖 2 顯示了零件模具的澆口所在的位置,額外的塑料在那里凝固。

幻燈片 1 的 1

Xometry 圖像

Xometry 圖像

Xometry 圖像

直接進入零件邊緣澆口的澆道。垂直特征稱為“冷料”,有助于控制進入澆口的材料剪切。

4. 蓋茨

澆口是工具中的一個小開口,可讓熔融塑料進入模腔。澆口位置通常在成型零件上可見,并被視為一個小的粗糙斑塊或稱為澆口痕跡的類似酒窩的特征。有不同類型的門,每一種都有其優(yōu)勢和權(quán)衡。

5. 分型線

注塑件的主分型線是在兩個半模合攏注射時形成的。它是一條圍繞組件外徑延伸的細塑料線。

6. 副業(yè)

側(cè)面動作是添加到模具中的插件,允許材料在它們周圍流動以形成底切特征。側(cè)面動作還必須允許零件成功頂出,防止模具鎖死,或零件或工具必須損壞才能卸下零件的情況。由于側(cè)面動作不遵循一般工具方向,因此底切特征需要特定于動作運動的拔模角度。閱讀更多關(guān)于常見類型的附帶操作以及使用它們的原因。

對于沒有任何底切幾何形狀的簡單 A 和 B 模具,工具可以在沒有附加機制的情況下閉合、成型和彈出零件。但是,許多零件的設(shè)計特征需要輔助操作才能產(chǎn)生開口、螺紋、凸片或其他特征等特征。輔助操作創(chuàng)建次分型線。

什么是注塑機?
塑料注射成型機是一種加熱和混合塑料顆粒直到它們?nèi)刍梢后w的機器,然后通過螺桿將其送入并通過出口進入模具以固化為塑料部件。

有四種基本類型的成型機械,圍繞用于注射塑料的動力進行分類:液壓、電動、混合液壓-電動和機械注射成型機。使用電動機為液壓泵提供動力的液壓機是第一類塑料注射成型機. 大多數(shù)注塑機仍然是這種類型。然而,電動、混合動力和機械機械具有更高的精度。電動注塑機使用電動伺服電機,消耗更少的能源,并且更安靜、更快。但是,它們也比液壓機更昂貴?;旌蟿恿C械使用與電動模型相同的能量,依靠結(jié)合液壓和電動機驅(qū)動的可變功率交流驅(qū)動器。最后,機械機器通過肘節(jié)系統(tǒng)增加夾具的噸位,以確保飛邊不會滲入凝固的零件。這些機器和電動機器都最適合無塵室工作,因為沒有液壓系統(tǒng)泄漏的危險。

然而,這些機器類型中的每一種都最適合不同的方面。電機最適合精度,而混合動力機器提供更大的夾緊力。對于大型零件的生產(chǎn),液壓機械也比其他類型的工作更好。

除了這些類型之外,機器的噸位范圍從 5 到 4,000 噸不等,其使用取決于將要制造的塑料和零件的粘度。然而,最常用的機器是 110 噸或 250 噸機器。平均而言,大型注塑機的成本可能在 50,000 至 200,000 美元或更多。3,000 噸機器可能要花費 700,000 美元。在規(guī)模的另一端,一臺 5 噸力的臺式注塑機的成本可能在 30,000-50,000 美元之間。

一些最受歡迎的品牌包括:

沙啞
克勞斯瑪菲
耐斯特
阿博格
德馬格
恩格爾
威猛巴頓菲爾
住友
發(fā)那科
米拉克龍(擁有 Robotshot)
機械車間通常只會使用一個品牌的注塑機,因為零件是每個品牌獨有的——從一個品牌更換到另一個品牌的成本很高(例外是模具組件,它與不同品牌兼容。每個品牌的機器將比其他機器更好地執(zhí)行某些任務(wù)。

如何計算注塑成型成本
您可以通過將以下公式中的初始成本和經(jīng)常性成本相加來計算注塑模具成本。有一系列因素會影響最終的注塑成型成本,包括:

對于初始成本:

啟動成本 = 工具成本 + 模具和材料設(shè)置時間和人工(干燥樹脂 + 懸掛模具 + 布置水管和傳感器 + 設(shè)置冷卻或澆注系統(tǒng) + 廢品率)

經(jīng)常性費用:

經(jīng)常性成本 = 原材料 + 單價(設(shè)置費 + 設(shè)定廢品率,總單價的 3-5% + 機器小時費率,~最終成本的 60% + 塑料重量 + 模具維護費 + 檢驗要求)+ 二次操作 +包裝+運輸

初始啟動成本數(shù)量較少,但成本最高。工具成本包括為您的零件制造工具的所有因素,包括型腔和滑塊。其他一次性費用通常以單價計算,包括配置零件的設(shè)置,以及準備模具和材料所花費的時間。這包括干燥樹脂、懸掛模具、布置水管和傳感器,以及設(shè)置任何特定的冷卻系統(tǒng)或澆注系統(tǒng)。它還將包括為清除舊塑料機器設(shè)定的廢品率。

另一方面,經(jīng)常性成本包括安裝費、原材料、單價以及任何后期制作要求,如包裝或運輸。安裝費是用于在機器首次開機時校準機器的工作——員工必須通過機器噴射塑料以使其正常工作。原材料包括塑料樹脂和添加劑。并非所有零件都需要二次操作,但有些零件需要機加工、聲波焊接、打標或其他服務(wù)。制造商通常會提供輔助服務(wù)作為一種選擇。包裝的范圍可以從用于將零件運送給您的最便宜的包裝,到最終用戶的包裝。

在最終價格的所有這些組成部分中,單價是最復(fù)雜的。計件價格中最昂貴的因素之一是機器的固定小時費率。形成零件的時間(由注射、保壓、冷卻和頂出時間組成)是必須進行最佳優(yōu)化的領(lǐng)域之一。這就是為什么模具型腔,即在每個模具中產(chǎn)生零件的型腔數(shù)量如此重要的原因。塑料重量也將收取費用,包括成為零件的塑料和殘留在澆道和流道中的廢塑料。最后,模具維修費將包括模具保修的成本,額外的檢查也會增加成本。

在運行之間,您還將承擔上述一次性成本中提到的一些成本。運行完成后,制造商將使用起重機或其他設(shè)備清潔您的模具并將其放入倉庫。在下一次運行開始之前,必須將模具重新安裝到機器中,重新連接到所有東西上,并進行校準。您還將因從系統(tǒng)中清除其他塑料而再次收費。  

在訂購前計算這些塑料注塑成型成本將使您能夠更準確地估計潛在預(yù)算,并幫助您權(quán)衡注塑成型與其他制造方法的選擇。

注塑成型便宜嗎?
對于大批量生產(chǎn)和其他特定情況,塑料注射成型成本低廉。雖然涉及創(chuàng)建工具的啟動成本相對較高,但只要生產(chǎn)運行足夠大,該過程本身就足夠預(yù)算友好,可以降低整體單價。

在您需要數(shù)千或數(shù)十萬個零件的情況下,運行該過程的相對較小的費用可以將每個零件的價格降低到每件幾美分。對于更簡單的零件尤其如此,因為它們需要的模具不那么復(fù)雜,因此也更便宜。更復(fù)雜的零件模具將具有側(cè)面動作、熱流道、手動修整澆口和水冷線等零件。當廢塑料被粉碎和回收時,可以節(jié)省額外的成本。

然而,對于零件設(shè)計將發(fā)生變化的情況,注塑成型將很快變得昂貴,因為每個新的或修改過的模具都是一筆巨大的成本。小零件的生產(chǎn)成本也會高很多,塑料的數(shù)量也少很多,因為批量購買會降低原材料成本(但是,如果不及時使用散裝塑料,這種成本優(yōu)勢可能會被吞沒存儲成本)。

有關(guān)更多信息,請參閱我們關(guān)于注塑成型成本的文章。

注塑模具能用多久?
根據(jù)材料類型,塑料注塑成型的壽命可以持續(xù) 500 到 100 萬個以上。鋁通常用于較短的注塑成型壽命,而更持久的模具使用較重的金屬,如鋼。使用的鋼材種類繁多,其中一些對更堅韌的塑料具有耐磨性,而另一些則更便宜。SPI(塑料工業(yè)協(xié)會)已針對不同的模具分類制定了指導(dǎo)方針,具體取決于它們應(yīng)該持續(xù)多長時間。

注塑行業(yè)通常按其類別定義模具。從生產(chǎn)不超過數(shù)百個零件的 105 類快速原型模具到快速生產(chǎn)數(shù)百萬個零件的 101 類工具。工具在磨損之前可以生產(chǎn)的零件數(shù)量稱為工具壽命。

105 類或 V 類工具是最簡單的模具類型。這個模具只是一個原型模具,并且盡可能快速和廉價地生產(chǎn)出來。此類通常用于快速加工,其中一小批注塑成型零件原型用于沖擊和應(yīng)力測試(在塑料加工和 3D 打印零件上)。105 類工具不是為創(chuàng)建超過 500 個零件而構(gòu)建的。該工具的一個示例是對 100 個模制單元進行的一次性市場測試。
104 級或 IV 級工具是一種小批量生產(chǎn)模具,可生產(chǎn)不到 100,000 個零件。它通常由鋁或低碳鋼制成,通常只能承受非研磨材料(例如,這意味著沒有玻璃填充材料)。這方面的一個例子是鋁或 MUD 工具、SPI B-3 表面處理、手動加載的核心和有限的重新運行。
Class 103或Class III 工具是一種中小批量生產(chǎn)工具,用于制造 500,000 個以下的零件。它具有成本效益,是一種流行的模具工具。示例:帶有自動升降機或滑軌的鋁制或鋼制工具需要多次重新運行,批次在 1,000-5,000 件之間。
102 級或 II 級工具是用于生產(chǎn) 1,000,000 個以下零件的中高生產(chǎn)工具。該工具由更耐用的金屬(通常是鋼)制成,因此它可以與研磨材料和/或需要緊密公差的零件一起使用。這是一種高質(zhì)量、因此成本高的成型選擇。示例:具有 SPI A-2 表面處理、自動滑軌和預(yù)定生產(chǎn)周期的鋼制工具。
101 類或 I 類工具是質(zhì)量最好的工具,專為極高的生產(chǎn)量而設(shè)計,使用壽命超過 1,000,000 個零件。這是價格最高的模具。示例:具有全自動化和通宵生產(chǎn)工作中心的多腔鋼工具。
注塑成型的歷史是什么?
塑料注射成型的歷史從 1872 年開始演變,首先是新塑料,然后開發(fā)了新的成型技術(shù)。1872 年,John 和 Isaiah Wyatt 兄弟申請了第一臺注塑機的專利,用賽璐珞代替象牙制造臺球。最初的機器使用柱塞將賽璐珞推過一個熱缸,將其熔化,然后進入模具。從那里開始,包括紐扣、梳子和其他家用產(chǎn)品在內(nèi)的產(chǎn)品開始注塑成型。醋酸纖維素后來被開發(fā)為一種不易燃的賽璐珞替代品,并且在第二次世界大戰(zhàn)之前還發(fā)明了其他熱塑性塑料(包括 PVC 和聚苯乙烯)以利用這項技術(shù)。

二戰(zhàn)期間,塑料注射成型的歷史不斷發(fā)展,塑料材料已經(jīng)發(fā)展到足以取代戰(zhàn)時和戰(zhàn)后供不應(yīng)求的金屬和橡膠部件。1946 年,James Watson Hendry 創(chuàng)造了一臺擠出螺桿注塑機。螺釘可以更好地控制塑料并實現(xiàn)更好的質(zhì)量控制。Hendry 還創(chuàng)造了氣體輔助注塑成型技術(shù),使公司能夠制造更復(fù)雜、更大的空心零件。

塑料繼續(xù)發(fā)展為更強大的性能,直到 1970 年代塑料生產(chǎn)的市場份額超過了鋼鐵。在 1990 年代,鋁模具也開始流行,為某些應(yīng)用創(chuàng)造了更快、更便宜的鋼模具版本。

什么是塑料注射成型材料?
在成本和韌性方面排名前三的注塑塑料包括:聚碳酸酯、聚丙烯和尼龍。這些也是Xometry六種最流行的塑料注射成型材料中的三種,因為它們具有強大的機械性能和價格低廉的特點。更詳細地說:

聚碳酸酯 (PC) 具有高沖擊強度、耐蒸汽和耐化學性以及耐磨性。這種塑料在汽車、建筑、電子、醫(yī)療保健和消費品領(lǐng)域很受歡迎,用于從安全護目鏡到食品攪拌器再到燈罩的應(yīng)用。
聚丙烯 (PP) 具有高度的耐化學性和防潮性;它也很堅固,食品安全,并且是良好的電絕緣體。PP 常見于食品包裝中,但也常用于原型制作。
聚酰胺(尼龍)具有高熔點、強耐熱性和耐化學性,而且非常堅韌。但是,它也有膨脹的趨勢,而且很脆。尼龍通常用于汽車和電氣行業(yè)中的齒輪、襯套、軸承和其他機械零件。
丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)堅韌、耐刮擦和抗沖擊。它還具有很強的尺寸穩(wěn)定性和靜電耗散性能。出于這個原因,ABS 在電子行業(yè)中很常見,包括在鍵盤、外殼和墻壁插座防護裝置中。
高密度聚乙烯 (HDPE)是一種輕質(zhì)、耐用的塑料,具有高拉伸強度、強耐化學性和特別好的電絕緣性。與 PP 一樣,HDPE 常用于托盤、板條箱和瓶子等食品包裝。然而,它也用于某些紡織品,如漁網(wǎng)、繩索和裝飾織物。
PC-ABS(ABS 和 PC 的混合物)既堅韌(即使在低溫下也具有高強度、剛度和抗沖擊性)以及耐熱性。它還保持良好的尺寸穩(wěn)定性。然而,它的耐候性和耐疲勞性較低,并且在沒有增強添加劑的情況下,它的耐化學性、抗氧化性和抗紫外線性也較低。您會在手套箱或電子框架和外殼等汽車零件中找到 PC-ABS。
其他常用塑料包括熱塑性塑料,如聚苯乙烯 (PS)、SAN、PVC、PET、PBT、PEI、PPS、PMMA、TPU 和 TPE。PEEK 和 PEI 等高性能注塑成型塑料成本更高,但耐熱性和剛度最好。
作者: rsluabnx    時間: 2022-5-30 16:51
有競爭才有進步嘛
作者: 注塑網(wǎng)    時間: 2022-5-30 17:54
我搶、我搶、我搶沙發(fā)~
作者: zkesedqm    時間: 2022-5-30 19:26
我是來刷分的,嘿嘿




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