11种塑料制造方法及其用法

从日常的家居用品到高性能的工业组件，塑料制造有助于塑造我们周围的世界。这些组件的各种形状和功能是使用制造过程的范围，包括注入塑造，塑料挤出，3D打印等。这些方法在塑料部分生产中有什么区别，哪种方法（或组合）最适合您的项目？预算，零件设计，塑料材料和生产量只是选择塑料制造方法时出现的一些因素。本文介绍了11种常见的塑料制造方法，解释了它们的工作方式，益处，局限性和典型应用。

注入成型

注射成型是最常见的塑料加工方法之一。它通过加热塑料颗粒（主要是热塑性聚合物和一些热固性材料），然后使用高压往复式螺丝系统将熔融材料注入霉菌腔。现代模具通常包含集成的冷却通道，该通道加速了冷却过程，并确保塑料均匀，准确地捕获了模具内部表面的复杂细节。塑料冷却并固化后，将打开模具，并弹出实心部分。

注射造型的模具通常由硬化钢制成，该钢旨在承受高压和温度，并在质量生产中反复使用。较软的铝制模具是一种较便宜的替代品，但磨损速度更快，因此，它们通常用于更适度的生产运行。

注射成型可以产生高度复杂的零件，但是某些几何形状（例如深孔，复杂的特征或内部结构）会增加霉菌设计和生产成本。遵循制造设计（DFM）指南的设计将有助于保持工具成本可管理。为注射成型创建新的模具可能需要几个月的时间才能完成，并且它们的成本可能会达到数十万或更多。一旦使用模具，注射成型的周期时间就非常短，可以在短时间内生产大量高质量零件，单位成本明显低于其他制造工艺。

典型应用：

• 消费产品（玩具，容器，电子外壳）。
• 汽车零件（仪表板，保险杠）。
• 医疗设备（注射器，套管）。

压缩成型

在压缩成型中，原材料通常是热固性聚合物或弹性体（例如硅橡胶），被预热并放入开放的霉菌腔中。然后，液压按下将模具关闭，施加热量和压力以迫使材料符合腔体并固化成最终形状。

与注入成型相比，压缩成型具有更简单的模具结构和较低的制造成本，使其适用于低到中等的生产运行和大零件。与注射模具不同，它不需要大门，跑步者或溢流结构，可以最大化材料利用并最大程度地减少废物。热固性塑料和某些复合材料会发生不可逆的固化反应，使它们具有更高的耐热性和结构强度。

但是，压缩成型的生产周期比注射成型更长，因为固化过程需要更多的时间。此外，保持最终产品的一致性并管理闪烁（从模具中逃脱过多的材料）可能具有挑战性，并且在制备初始模具设计时需要进行很多护理。

典型应用：

• 橡胶成分（垫圈，O形圈和键盘）。
• 汽车零件（引擎盖，挡泥板，勺子，扰流板和刹车片）。
• 电气组件（电绝缘体，断路器）。
• 复合材料零件（玻璃纤维增​​强塑料）。

吹塑

该方法用于通过吹气以膨胀软化的塑料管（称为Parison（一种连续的袖子状结构）或预成型）来产生空心和薄壁的塑料零件。当压缩空气进入帕里森岛时，它迫使熔融热塑性管扩展并采取模具内部的形状。冷却后，弹出形成的塑料。

像注射成型一样，可以完全自动化打击成型，从而导致高生产率和低单位成本。但是，吹塑成型的压力比注射造型要低得多，从而降低了工具成本。打击成型有三种主要类型：

• 挤压吹塑（EBM） is the most common method. In this process, a molten plastic tube (parison) is continuously extruded, clamped into a mold, and then inflated with compressed air. EBM supports large, complex hollow parts like fuel tanks and industrial containers and works with various thermoplastics. However, inconsistencies in wall thickness may occur. Flashing often forms at the mold joints, requiring post-trimming to remove excess material, which leads to higher material waste.

• 注射吹塑（IBM） follows a two-step process, where a preform is first injection molded, then reheated and inflated in a blow mold. It offers high precision, uniform wall thickness, and a smooth finish, which is perfect for producing small, detailed parts.IBM produces less waste than EBM but is less efficient for large containers.

• 注入拉伸吹塑（ISBM） adds a stretching step before blowing, aligning polymer chains to enhance strength, clarity, and barrier properties. This method is ideal for thin-walled, impact-resistant containers, though commonly applied to materials like PET and PP and requires more processing steps than other blow molding techniques.

典型应用：

• 塑料瓶（饮料，洗发水，洗涤剂）。
• 汽车组件（燃油箱，空气管，液体储层）。
• 医疗和工业容器（无菌包装，化学存储，散装液体容器）。

旋转成型

旋转成型或旋转模板是产生空心塑料部件的另一个过程，但与吹塑构成完全不同。在旋转成型中，将塑料粉末或液体树脂放置在空心模具中，然后将其加热并沿两个（或更多）轴旋转。这种缓慢，连续的旋转可确保熔融塑料平均覆盖模具的整个内部，并符合腔的形状。最后，模具缓慢冷却，零件被拆除，导致一个具有均匀壁厚的空心分量。

旋转成型比其他成型技术需要便宜的工具，因为它依赖于离心力而不是高压来塑造塑料。模具可以由铝或环氧树脂制造，加工，铸造或形成，使其具有成本效益，更快地生产，尤其是对于大型重型零件。此外，旋转构造支持预制组件的整合，例如金属插入物，内部管道和加固结构，直接进入模具。

此过程是短期生产的绝佳选择，或者是用于下批量应用的吹塑替代品。但是，它具有一些设计局限性。成品零件通常具有较宽的公差，而较长的加热和冷却周期使过程缓慢且劳动力密集，从而降低了其对大量制造的效率。

典型应用：

• 存储解决方案（储水罐，燃油箱）。
• 耐用的休闲产品（皮划艇，游乐场设备）。
• 重型容器（工业垃圾箱，大型塑料容器）。

真空铸造

真空铸造，也称为尿电烷铸造，是一种软工具技术，它使用硅树脂模具用于铸造聚氨酯塑料和弹性体。它通常用于高质量的快速原型或小规模的生产运行，因为它比注射成型等方法更快且价格便宜。

该过程开始使用 cnc Matchining 或3D打印等技术开始创建高精度主模型。然后将该模型放在铸件中，并用液体硅胶完全封装。将整个组件转移到预热的烤箱中，并在40°固化，通常为8-16小时。固化后，将硬化的硅胶模具切开并与主模型分离，从而使负腔暴露出后续真空铸造。

接下来，将硅胶模具放在真空室中，并将液体树脂与颜料或金属粉末混合，用于美学或功能性能 - 倒入模具中。真空消除了气泡，确保了完美无瑕的详细饰面。然后将树脂在高温下固化在烤箱中，然后打开硅酮模具以去除固化部分。

与金属霉菌相比，生产昂贵且耗时，硅胶模具更快，更经济。但是，硅树脂具有有限的寿命，通常允许20-30个铸件，这使得该过程不适合批量生产。同样，硅胶模具仅限于热固性聚氨酯和类似的配方，因为它们无法承受高温或重载的应用。此外，最终部分的质量在很大程度上依赖于主模型的精确度和饰面。

典型应用：

• 原型（用于设计验证和测试的功能原型）。
• 低体积生产（用于利基市场或预生产的小零件）。
• 美学和功能零件（消费电子，自定义外壳和外壳以及医疗设备）。

塑料CNC加工

塑料CNC（计算机数值控制）加工是一种减去制造过程，它使用计算机控制的工具精确切割，铣削，转弯或钻成固体塑料块成所需的形状。它支持广泛的塑料，例如ABS，尼龙，PE和PP，可以产生复杂的几何形状，例如深孔和底切。与成型方法不同，CNC加工更适合厚壁零件，可以实现紧密的公差（±0.005英寸）和光滑的表面光洁度，而无需模具。

CNC加工是低到中等的生产，原型制作和定制零件的首选，具有灵活性和精度。但是，它产生的材料废物多于成型。每隔零件的成本随着底切，多面几何形状和内部频道等功能而需要额外的加工时间和工具访问注意事项，每零件的成本随着复杂性而增加。某些几何形状（例如弯曲的内部通道）很难或不可能使用常规的减法方法产生。

典型应用：

• 轻型航空航天组件（支架和外壳）。
• 汽车零件（自定义配件，传感器支架和内部零件）。
• 医疗设备（手术工具，住房和诊断设备）。
• 工业零件（齿轮，密封和定制机械组件）。

3D打印

3D打印或添加剂制造，从数字模型中逐层构建塑料零件。与减法制造不同，它去除材料以塑造物体，而3D打印则精确地添加了材料。由于3D打印机不需要工具和新设计的最小设置时间，因此与传统的制造方法（例如注入成型或CNC加工）相比，单批次或小型定制零件的生产成本相对较低。

但是，与大众生产制造工艺相比，3D打印通常在生产速度上较慢，并且通常需要手动干预操作和后处理。此外，根据所使用的3D打印技术，最终零件的机械强度可能较低。让我们检查3D打印的三种主要类型：

• 融合沉积建模（FDM）：The most common and affordable 3D printing method. It uses a heated nozzle to extrude thermoplastic filament along predefined paths to deposit material layer by layer. Once a layer cools, the next layer is added on top, gradually forming the final object. This process is widely accessible but prone to visible layer lines and weaker interlayer adhesion, which can affect surface quality and part strength. It struggles with overhangs and intricate details, often requiring support structures to prevent sagging and post-processing to achieve a polished finish.

• 立体光刻（SLA）：Uses a UV laser to cure liquid photopolymer resin into successive layers, producing parts with ultra-smooth surfaces and fine details. SLA provides greater accuracy and stronger material properties than FDM, especially in engineering plastics. However, it is more expensive due to specialized resins and equipment, and SLA parts can be brittle, often requiring post-curing for full strength.

• 选择性激光烧结（SLS）： Uses a high-powered laser to fuse powdered plastic (such as nylon or TPU) into solid layers, creating a durable and highly functional part. The process does not require support structures, as the surrounding unsintered powder acts as a natural support, which enables interlocking, overhanging and other complex designs that are difficult to produce with other methods. SLS parts offer good mechanical strength but tend to have a slightly grainy surface texture.

典型应用：

• 产品测试和开发（快速原型和概念模型）。
• 需要定制和轻量级结构的小体积，复杂形塑料零件（航空航天，汽车和消费电子设备）。
• 定制的医疗植入物和假肢（牙科对准者，骨科植入物和四肢）。

塑料挤出

塑料挤出是一个连续的过程，其中热塑性颗粒被送入加热的枪管中，通过旋转螺钉融化和匀浆。然后将熔融塑料通过模具强迫创建具有特定横截面形状的连续轮廓。退出模具后，挤出的材料被冷却（通过空气或水），并切成所需的长度。该过程的变体，例如吹毛膜的挤出和管道挤出，扩大了其多功能性。

该方法可有效地生产大量的均匀横截面塑料产品。这些产品在属性，尺寸，公差和表面饰面方面高度一致。但是，它不能产生复杂的三维几何形状。

典型应用：

• 管道和轮廓（塑料管，窗框和栏杆）。
• 床单和电影（包装电影，塑料床单和农业包装）。
• 电缆绝缘（电气系统中电线和电缆的保护涂层）。
• 其他产品（地板，工业床单和鞋底）。

塑料裁缝

塑料裁缝是塑料挤出的一种变体，其中将材料穿过模具而不是推动。在此过程中，加强纤维，例如玻璃，碳或芳香剂，都可以穿过一罐塑料树脂，以确保完全浸渍。然后将涂有树脂的纤维通过加热的模具绘制，在此固化将它们转化为刚性，高强度的轮廓，随后将其切成所需的长度。

该方法主要用于生产具有恒定横截面的纤维增强塑料（FRP）复合曲线。这些零件具有极好的耐腐蚀性，气化性和机械强度。

典型应用：

• 基础设施和工业结构（用于桥梁，平台和框架的梁和杆）。
• 安全和访问设备（玻璃纤维增​​强梯子和光栅）。
• 建筑和建筑组件（支持轮廓和保护性外壳）。

塑料焊接

塑料焊接是一种制造技术，用于通过施加热量和压力来连接塑料零件。有不同的塑料焊接方法，包括超声波，诱导，热压板和振动焊接。每种方法都采用不同的能源（例如高频振动，电磁诱导或从加热表面的直接传导）来融化关节处的塑料。随着融化的表面冷却，它们将其融合在一起，形成牢固的无缝键，而无需粘合剂。但是，塑料焊接仅适用于兼容的塑料，通常需要专门的设备。

典型应用：

• 汽车（保险杠组件，燃油箱和气管）。
• 医疗（医疗设备和包装）。
• 工业（塑料罐和容器）。

热成型

热成型通常分类为真空形成和压力形成。它使用机器加热塑料板，直到变得柔韧为止。然后，用真空，压力或两者将塑料板拉伸在模具上。一旦形状，将塑料冷却并修剪以创建最终产品。

热成型主要用于热塑性材料，例如ABS，HIPS，PVC和PETG。热成型中使用的模具通常是由铝制或复合材料制成的，这些材料比注射模具便宜且更快地制造。随着周期时间的较短和高生产效率，热成型适合在短时间内生产一定数量的产品，并且非常适合中度至高量的产量。

此过程特别适用于大型薄壁塑料产品，例如包装容器，食品托盘和设备外壳。但是，热成型产物的精度通常低于注射成型或吹塑产品的精度，壁厚较大。它的性能也不像用于复杂或精细的设计细节的真空铸造一样。

典型应用：

• 包装（水泡包装，蛤s和食物托盘）。
• 汽车（内部面板，仪表板和门衬板）。
• 消费电子和家用电器（电子外壳，展示面板和设备套管）。
• 医疗（无菌包装和设备盖）。

结论

阅读这篇文章后，我们希望您现在对各种塑料制造方法及其特征有了更好的了解。良好的制造技术选择可确保效率，质量和成本效益。此外，选择可靠的塑料制造商很重要。 Chiggo是一家塑料制造专家，可提供原型制作和低到高量生产。 与我们合作，以确保您的设计，材料和生产目标完好无损。