塑料制品是日常生活中随处可见的用品,无论是日常消费品还是工业用品,都有多种不同的生产方式。以下是最常见的七种塑料用品的成型方式介绍,希望有助于您选择适合您项目的成型方式。

注塑成型

日常生活中大约80%的塑料制品都是注塑成型的。注塑成型是利用注塑机,配合使用铝模具或者钢模具进行生产,模具由型芯和型腔组成。注塑机加热树脂原材料直到熔化,利用压力将熔化的塑料材料注射到模具的腔穴中,随后型芯和型腔分开,产品从模具中被顶出。

Image of Semco Plastic C5 blower

Semco塑料制品公司的吹风机模型

注塑成型的优势在于数量多,速度快,成本低,具有良好的表面效果。但是,注塑模具的结构复杂程度取决于产品的几何形状,结构越复杂模具成本越高;此外,对模具的工程设计必须精益求精,才能做到预防缺陷并优化产品质量和加工速度。

滚塑成型

滚塑成型使用的模具也是由型芯和型腔组成,但工作原理不同。滚塑成型是先将塑料原料加入模具中,然后模具沿两垂直轴不断旋转并加热,使模内的塑料原料在重力和热能的作用下,逐渐均匀地涂抹,熔融并粘附于模腔成型。随后,模具被卸下经过冷却定型以后取出产品,被用于下一轮生产。

Image of roto-molded plastic vessels

滚塑成型适用于大型的厚壁容器

滚塑成型适合用来生产大型的,空心的或者有曲面形状的产品,常见的比如户外使用的皮划艇或者水槽。因为产品是在高温旋转的工艺流程下成型且产品无缝,因而拥有较高强度,而且模具相对简单造价较低。缺点是模具在使用过几千次以后就需要修复,且产品质量一般,因此不适合精密产品。

挤出吹塑成型

挤出吹塑成型常用来制造壁薄且便宜的容器,比如一次性的水杯或水瓶。生产速度极快,且模具制作简单,但是不适合制造复杂或者高精度产品。

Image of various plastic bottles made via extrusion molding

挤出吹塑成型适用于塑料瓶生产

软化的塑料形成型胚,放入两片开合式的模具中,模具关闭以后,在型胚中通入压缩空气使其吹胀直至全部粘附在模腔壁上。模具壁经过水冷,塑料件快速固化,随后脱模得到成品。

射出吹塑成型

射出吹塑是利用气压将熔化的树脂射入到模腔内的过程,这一过程更容易控制且可以重复,通常用来生产透明的塑料饮料瓶,表面效果非常好,但是不适合生产壁厚较厚的产品。

Image of PET water bottles

聚酯塑料水瓶

聚酯和聚酯醚酮都是常见的塑料瓶制造原材料,因为这两种树脂颗粒都具有透明稳定的特性,而且作为消费品它们都被评定为安全等级,同时也易于回收利用。

反应注射成型(简称RIM

反应注射成型经常用于汽车工业,因为这一成型方法生产的产品具有质量轻但表面坚硬的特性,因而可以通过喷漆制成车身件,仪表板或者其他部件。这种成型方法只能加工热固性塑料原料。热固性塑料原料在模具中经过化学反应,像泡沫一样延展,填满整个模腔,化学反应结束以后,塑料固化成为成品。

Image of RIM Mfg. airplane door.

Courtesy RIM公司利用反应注射成型生产了这款飞机门

这一成型方法的快速模具成本相对较低,但是量产模具成本相对较高。使用这一成型方法的主要成本还是在原材料,而且在产品生产出来以后,必须利用额外的步骤诸如喷漆之类处理表面效果,这也会增加产品成本。

真空复模

如果在模具或者材料方面的投资有限,同时只需要少量的高质量的快速模型产品的话,真空复模是个不错的选择。

Image of vacuum cast case cover.

世达模型使用聚氨酯真空复模出来的产品

将原型件或者任何坚固的固体模型(通常是3D打印的原型件)放在一个密封盒子里面,随后在盒子里填满氨基甲酸酯或者硅胶。原型件移走以后,会形成一个模穴,将树脂材料浇注到模穴中就可以生产复原件。制作模具时利用真空压力排出空气避免模具中有气泡出现。利用真空复模制造的产品表面效果出众,细节完美,可浇注的树脂材料可以仿造出不同工程等级的塑料产品。唯一的缺点就是模具不耐用,大约使用20次以后模具就要降级。

热压成型

热压成型是真空成型的一种,塑料板材或片材放置在压铸模具上,通过加热软化材料,使得塑料材料在模具表面延展,同时利用真空压力使之成型。

Image of clamshell packaging

利用热压成型生产的开合式包装产品

这一成型方法使用的模具和设备都相对简单,通常用来制造薄壁,中空的塑料样品。在工业用途上,通常用来生产塑料杯,盖,盒子,以及开合式包装,也有用较厚的板材来制造汽车车身部件的。热压成型只能使用热塑性材料。

压缩成型

压缩成型是将材料预热以后放置在压铸模具的模穴中,在模具闭合以后通过压力和热力使塑料固化的过程。这一成型方法适合用来生产塑料按键,垫圈,O型圈,或者其他柔软,易塑型,薄壁的产品。

Image of compression molded O-rings

压缩成型的硅胶O型圈

这一成型方法相对便宜,对材料的浪费也较少,但是产品的稳定性较难控制,在模具设计阶段须多加注意。

后记

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