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注塑机如何将聚合物转化为产品：一个过程指南
创建于09.05
注塑机具有重塑了塑料制造的格局– 提高工艺速度，降低材料浪费。此逐步指南将带您了解注塑机如何处理聚合物，以在今天的标准制造线上创建具有尺寸精度的复杂塑料形状。
什么是注塑成型？
注塑成型是一种高精度的制造过程，其中原材料如塑料和金属在注入铸件或模具成型之前被熔化。虽然这可以通过压铸应用于金属，但在处理热塑性塑料时，注塑成型是一种选择方法——出于以下几个特定原因：
- 低熔点 – 塑料聚合物的熔点较低，通常在（180°C–320°C）之间。这种特性使得能量使用更加高效，并且可以更精确地控制材料的粘度，从而实现更准确、一致的模具填充。
- 高维精度 – 当熔化时，塑料具有优异的流动特性和低收缩率。这使得模具的准确复制成为可能，无论其复杂程度如何。塑料还可以捕捉微观纹理、薄壁部分和详细几何设计的层次。
- 重新加工的便利性 – 由于其较低的熔点，缺陷最终产品可以被磨碎、熔化并重新投入生产。注塑机没有显著降解。这大大减少了废物、原材料成本，同时形成了高效的闭环生产线。
- 简化的后处理过程 – 通常，模制塑料产品具有光泽、哑光或纹理表面。这减少了生产线中的一个步骤，降低了成本，提高了生产效率，同时不影响最终产品的质量。
- 灵活性与可定制性 – 玻璃、纤维、碳酸钙和硅酸盐等填料被添加到塑料中，以使其具备特定的机械强度或灵活性。着色剂、金属添加剂、母料以及模内装饰/标签使您能够更具体地定制产品的最终外观。
注塑中的材料
在大规模生产中使用的塑料主要有两种类型——热塑性塑料和热固性塑料。它们之间的主要区别在于它们对热应用的反应以及在生产后保持形状的方式：
热塑性塑料
热塑性塑料是有机聚合物，受热时会熔化和软化，然后在较低温度下重新固化。这种特性使得热塑性塑料成为塑料制造中的主要原材料。由于这一过程是循环的，热塑性塑料可以被熔化和重新成型，从而减少浪费。
例子：聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚苯乙烯（PS）和尼龙（PA）。
应用：家居用品、电器、机械/汽车零部件、包装和医疗一次性用品。
热固性塑料
热固性塑料在成型后需要固化，这使它们具有更刚性的交联结构，从而提高机械强度。然而，问题在于它们不能再被重新熔化和重新成型——加热反而会开始降解塑料。
示例：环氧树脂、酚醛树脂（PF）、三聚氰胺-甲醛和尿素-甲醛。
应用：电气外壳、绝缘体、建筑材料、高温组件、线路板以及汽车/工业零件。
注塑中常见的聚合物
自然地，热塑性塑料主导了这一领域，因为它们更容易熔化、成型和重新塑造。这些聚合物的可加工性、成本效益和机械性能使它们非常适合大规模生产塑料制品：
- 聚丙烯 (PP) : 这种轻质、耐化学腐蚀的聚合物具有出色的疲劳性能。因此，您会看到它广泛应用于机械/结构部件、包装、瓶盖和汽车装饰件。
- 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）：这种聚合物刚性强、坚固、抗冲击，并且表面光滑。ABS塑料的常见用途包括儿童玩具（如乐高）、消费电子、家居用品和汽车内饰。
- 聚乙烯 (PE) : PE 塑料 – 包括 HDPE 和 LDPE 等级 – 坚固、灵活且耐潮湿。因此，它们通常是制作塑料袋、容器、医疗管道和薄膜的基础材料。
- 聚苯乙烯 (PS) : 这种塑料类型是刚性的，易于成型且价格便宜。您可以发现它用于制造一次性餐具、CD 外壳、绝缘材料和电器外壳。
为了进一步增强和美化最终产品，塑料制造商在注塑过程之前向热树脂中添加各种添加剂和着色剂。
塑料注塑中的添加剂和色素
塑料聚合物的抗拉强度、耐热性、可燃性和最终外观通过与其他聚合物和颜料的结合进行定制。根据预期的最终结果，塑料制造商通常会添加各种功能性添加剂、填料和各种着色剂，以增强塑料聚合物：
- 色素和颜料：为了保持一致的着色和美观，色素和颜料通常作为母料添加到熔融塑料中，以实现最大的颜色精度。
- UV 稳定剂：这些添加剂有助于减少塑料在暴露于紫外线光源（如阳光）时的降解。这种能力对于设计用于户外或汽车用途的塑料至关重要。
- 玻璃纤维和矿物填料：像这样的填料增强了塑料聚合物原子之间的链接，从而增强了整体强度和耐用性。这在用于结构、电气或汽车应用的塑料中很常见。
- 塑化剂：这些填料使塑料更加灵活、可塑性强且不易脆裂。通常，在制造管道和管件时，这一点至关重要。
- 阻燃剂：阻燃剂减少最终产品着火的可能性。这对于电子、汽车和建筑应用中的塑料是非常重要的。
- 抗微生物剂：通常，这些被添加到用于医疗应用的塑料产品中——特别是一次性手术工具。
- 抗静电剂：这减少了塑料自然具有的静电能量。它是电子产品中使用的塑料制造中的一种常见填料。
注塑机如何工作 塑料聚合物
注塑过程始于在精确控制的温度下熔化原料塑料聚合物颗粒。一旦达到合适的粘度和一致性，塑料就会被注入模具中形成产品。
这是注塑机在常见制造环境中如何与塑料一起工作的详细逐步过程：
步骤 1 : 夹紧
- 模具通常由两个钢半部（阴模和阳模）组成，将安装到注塑机上。
- 一个液压或翻转夹紧装置将施加准确的压力——通常是几吨——以在注射过程中保持模具的安全。
步骤 2 : 注入
- 塑料聚合物颗粒在一个长桶中以特定温度熔化，通常在180–300°C之间，具体取决于聚合物类型和最终应用。
- 筒内的往复螺杆通过摩擦和电阻加热器作为热源加热并熔化塑料颗粒的供应。
- 随着螺杆向前推进，熔融聚合物朝模具移动，准备注射。
- 熔融聚合物在高压下注入模具中——通常在500到2000巴之间。这些压力有助于确保模具均匀且完全填充。设定的注射速度防止了由于冷却而导致的产品缺陷。
步骤 3 : 冷却
- 接触模具后，聚合物开始冷却和硬化。为了更快的冷却，制造工厂拥有水力冷却系统，通过模具快速冷却产品以便脱模。
- 冷却温度被监测并保持恒定，以避免聚合物的缺陷，如收缩、翘曲和结晶度。通常，冷却占生产时间的60%。
步骤 4 : 弹出
- 一旦冷却，模具两半分开，产品通过气流、板或推出销被取出。在某些情况下，这一步将由人工手动完成。
- 对于更复杂的设计或复杂的几何形状，机器会使用升降器或滑块移除产品。这是为了防止损坏、应力痕迹或变形，因为复杂的设计相对脆弱。
步骤 5：后处理（可选）
- 根据所生产的产品，塑料产品在包装之前可能需要进行后处理步骤。
- 常见的精加工过程包括修整、精加工、尺寸检查、印刷、组装和熔合。
这是一个关于熔融材料在活跃注塑过程中如何流动的示意图：
注塑成型：革命性的塑料生产
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