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注塑成型的最佳材料:哪一种适合您的需求?

作者: 邓耀祖
发表于:2024-01-22

“用于注塑成型的最佳材料并不是一刀切的答案;它取决于零件的用途、耐用性需求和环境暴露。”

你知道吗 注塑成型 可以加工塑料、金属、复合材料和陶瓷等数百种材料类型吗?然而,有一些 注塑成型的最佳材料, 大多数项目中都会使用它们。例如,ABS、尼龙、丙烯酸、铝和陶瓷。我们来讨论一下 最佳注塑材料 它们的特性、应用以及在什么场景下最好。

 

丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯(ABS)的

ABS也被称为难以断裂的热塑性材料。它具有优异的韧性、抗冲击性和热稳定性。同时,由于其熔点较低(221-240°C)、坚固性、光滑的表面光洁度和成本效益。

表:ABS 塑料的机械性能。 来源 

特性 价值观
在休息时延长 10 - 50%
柔韧性(弯曲模量) 1.6 – 2.4 吉帕
刚度(弯曲模量) 1.6 – 2.4 吉帕
抗拉强度 29.8 – 43 兆帕
韧性(室温下悬臂梁缺口冲击) 200 – 215 焦耳/米

期间应考虑三个主要因素 ABS注塑成型。首先,确保适当干燥,因为它比其他一些热塑性塑料对湿度更敏感。其次,ABS 在冷却和凝固过程中可能会表现出较高的收缩率。如果是这样,请调整模具尺寸和加工参数以抵消其收缩。 

此外,ABS是以下注塑应用场景的最佳材料: 

  • 汽车: 由于其强度和耐热性,仪表板、轮罩和内饰。
  • 医疗设备: 其无毒且坚固的特性使其适用于医疗设备外壳和工具。
  • 消费类电子产品: ABS 具有保护性和美观性,是电视、电话和家用电器外壳的理想选择。
  • 玩具: 乐高积木具有安全性、可着色性和坚固性。

 

尼龙聚酰胺

尼龙 聚酰胺或尼龙具有优异的韧性、耐热性、耐磨性和抗疲劳性。注射成型尼龙意味着将这些特性付诸应用。

注塑尼龙零件 

随后,它又推出了三种受欢迎的牌号:尼龙 11、尼龙 12 和尼龙 46。每种牌号都具有独特的性能。例如,11 级尼龙 46 适合户外条件,而尼龙 XNUMX 注塑件则非常适合高温应用。 

尼龙是最适合生产以下领域零件和产品的材料;

表:尼龙注塑的最适合应用 

产业应用 应用 使用尼龙的原因
汽车 齿轮、衬套、轴承;引擎盖下的零件 耐磨性、强度和耐用性
电气和电子 绝缘体、连接器、电器零件;电缆扎带和外壳 优异的绝缘性能和耐用性 
包装 食品软包装 强度和防潮性;阻隔性能可延长保质期
工业应用 输送带、软管、管子;螺丝和紧固件等机械零件 耐磨性、韧性和强度 

 

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聚碳酸酯(PC)

PC 塑料几乎防弹,您可以想象它有多坚韧。 PC 具有很强的抗冲击、耐高温和抗破碎能力。其次,它是一种光学透明的塑料。注塑方法完好无损地保留了这些特性。因此,我们可以解决跨行业的类似制造需求。 

表:聚碳酸酯的特性。 来源

查看房源 价值观 
热膨胀 (K⁻1) 6.75×10⁻⁶
极限拉伸强度(MPa) 65.5
屈服强度 (MPa) 58.6
抗折强度(MPa) 93.1
悬臂梁缺口冲击强度 (J/m) 641-854

聚碳酸酯注塑成型 最适合用于需要高抗冲击性和清晰度的组件。它可以制造防弹玻璃、眼镜镜片和其他光学应用。此外,其重量轻的特性使其非常适合各种防护应用。

 

聚碳酸酯注塑件

耐热性和电绝缘性能使其适用于电连接器和外壳。因此,聚碳酸酯是汽车和电子行业复杂部件的首选,这些行业的耐用性和性能至关重要。然而,它与食品和化学加工不相容。 

 

聚丙烯(PP)

它被誉为食品和化学包装应用的最佳注塑材料之一。聚丙烯具有高硬度、化学惰性和耐高温条件。 

通过注塑成型定制聚丙烯零件

通过注塑成型定制聚丙烯零件 

接下来,它可以在弯曲或扭转后恢复到原来的形状。丙烯树脂注塑非常适合以下应用:

表:丙烯注塑的首选应用 

应用领域 为什么是PP? 例子
食品包装 耐化学品;良好的阻隔性能 容器、瓶子、加工部件 
汽车部件 高抗冲击性;耐用性 保险杠、仪表板、电池盒
医疗设备 医用无菌;与皮肤接触安全 手术器械、注射器、小瓶
工业零件 耐疲劳;可承受日常磨损 齿轮、泵、阀门

然而,它是易燃的,紫外线和寒冷环境会降低材料的性能。因此,注塑聚丙烯部件不适合外部环境(阳光照射)和存在火灾风险的情况。

 

聚乙烯(PE)

尽管 PE 的强度或硬度不高,但它无毒,并具有优异的耐化学性、防潮性、耐性和轻质特性。通常,有两种 PE 等级:高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。它们的主要区别在于硬度、熔化温度和透明度。 HDPE 刚性且熔点高。相比之下,LDPE 相对较软、有弹性且易于成型。 

 

PE注塑件

由于所有这些特性,聚乙烯非常适合用作消费品包装的注塑材料。一些例子是包装瓶、容器和塑料袋。此外,其食品安全和化学中性特性使其成为食品、化学品和药品包装中不可或缺的材料。

因此,其耐受紫外线辐射和腐蚀的能力确保了持久且免维护的应用。因此,PE 注塑零件也适用于定制家具等户外应用。

 

聚甲醛(POM)

在注塑材料中,Delrin(品牌名称)这个名称也很受欢迎。 POM 对汽油、油、酒精和其他溶剂表现出惰性。另一方面,它不能抵抗硝酸和盐酸 (HCl) 等硬酸。其次,高刚性、韧性、热稳定性和机械强度是聚甲醛的其他值得一提的特性。 

注塑 POM 零件 

基于以上特性,POM是一种适合注射成型以下零件和产品的材料。

表:POM 注塑应用 

应用领域 为什么选择 POM?  注塑成型示例
精密工程 高刚度、尺寸稳定性、优异的切削加工性 精密齿轮、钟表零件、医疗器械
齿轮和轴承 低摩擦、高耐磨、机械强度 传送带、小齿轮、轴承
电器类  良好的电绝缘性、耐热性、低吸湿性 绝缘子、连接器、开关元件
汽车  耐燃油性、耐久性、耐冲击性 燃油系统部件、紧固件、门把手

 

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聚四氟乙烯PTFE

特氟龙是聚四氟乙烯(PTFE)的商品名。它以高耐热性、化学惰性、低摩擦系数和优异的电绝缘性而闻名。 

表:特氟龙的特性。 来源 

特性 价值观
抗拉强度 15 MPA(最小)
硬度 55/65(D型)
抗压强度(0.2 偏移) 8.2 MPA
热系数(25°C 至 100°C) 138.4微米/(米·℃)
杨氏模量 653.2兆帕

然而,你可能想知道, 铁氟龙可以注塑吗 由于其高熔点(327°C)?相反, 聚四氟乙烯注射成型 适合以下制造需求;

  • 化学工业: 化学加工设备中的密封件、垫圈和衬里。
  • 电气元件: 绝缘体、连接器和组件。
  • 航空航天和汽车: 轴承、齿轮和密封件。 
  • 医疗设备: 医疗注塑成型  使用特氟龙制造导管、移植物和其他设备组件。

 

 

硅橡胶

硅胶因其多功能性和弹性而被用于注塑成型工艺。在很宽的温度范围内都能保持其原有的性能, -55°C至300℃,。此外,硅橡胶具有高度的耐化学性,是优异的电绝缘体,并具有优异的弹性。 

硅胶注塑件 

与其他塑料成型相比,有机硅采用热激活固化工艺,通常使用铂或过氧化物催化剂。模具用于 硅胶注射成型 通常在打开两半之前加热。 

因此,硅胶是以下应用场景的最佳注塑材料:

表:硅作为注塑材料 

产业应用 应用 原因 
汽车 垫圈、密封件、软管 耐温性和耐化学性
医疗器械 植入物、管道、医疗应用 生物相容性
电子行业 绝缘、键盘、防护罩 电绝缘性能和耐久性
航空航天 O 形圈、密封件、垫片 能够承受极端的温度变化

 

铝板

注射成型技术不限于塑料。它还可以加工金属和陶瓷。在金属注射成型 (MIM) 中,铝是最常见的原材料。注塑工艺利用铝的高强度重量比以及其他物理和机械特性,将其转化为功能部件和产品。

MIM 铝制零件 

此外,铝由于其轻质、耐腐蚀和坚固的特性,是汽车和航空航天零件的最佳材料。此外,其热性能使其适用于散热器和发动机部件。高导电率使其适用于电子外壳和连接器,确保有效散热。因此,其耐腐蚀性和强度对于航空航天部件来说是有利的,因为耐用性和可靠性至关重要。

 

氧化铝(Al2O3)

它可能是最常见的材料 陶瓷注射成型。硬度、高熔点、耐用性和电绝缘性是氧化铝的关键性能。

该过程首先将陶瓷粉末与热塑性粘合剂混合以形成原料。然后,将饲料注入模具中。成型件用于脱脂和烧结。最后,创建一个致密、刚性的结构。

氧化铝注射成型非常适合:

  • 绝缘体、基板和其他电子元件
  • 散热器及半导体零件
  • 切削工具和磨料衬里

 

如何选择最佳的注塑材料?

选择最适合任何组件或产品要求的注塑材料是一个详细而复杂的过程。它需要考虑几个因素,例如机械性能、成本、可成型性和应用环境。基本上,这些因素是将材料与所需性能和规格相匹配的标准。此外,正确的材料选择对于减少 注塑缺陷 最终零件以及设备和模具的安全。 

以下是分步阐述,旨在指导您选择最适合您的注塑成型项目的材料。

第 1 步:评估机械和物理要求 

首先,确定最终产品或零件的机械和物理要求。它可能包括评估所需的强度、韧性、弹性、热性能、抗紫外线、耐化学品等。  

举个例子,  如果产品需要承受较大的负载或冲击,具有高拉伸强度和韧性的材料,如聚碳酸酯或 ABS,可能是合适的。 

第 2 步:考虑美观和功能 

考虑预期的颜色、透明度和表面。然后,匹配哪种材料可以满足这一要求。例如,丙烯酸等材料具有出色的透明度,是透明组件的理想选择。 

第 3 步:评估成本和生产效率

成本是材料选择的另一个重要因素。它包括 注塑原料 和生产成本。某些材料可能需要更长的循环时间或特殊处理,从而影响生产效率和成本。此外,还要考虑可用性和任何潜在的供应链问题。

第 4 步:监管和合规需求

法规遵从性至关重要,特别是对于医疗、汽车或食品行业的产品。注塑材料必须符合特定标准和认证。例如,医用级塑料应符合 ISO 10993 标准。 

第 5 步:利用专业知识和材料数据

最后,在选择材料时利用专业知识和数据。咨询材料专家和工程师或使用提供各种材料详细信息的数据库可能非常有价值。 

此步骤可确保做出符合技术要求和生产实际方面的明智决策。业内注塑专家,如 普罗林 可以利用他们的知识和经验帮助您确定最佳匹配。 

此外,您还可以 注塑材料比较 在可用选项中。根据最终零件的具体要求列表逐一进行比较可以帮助您筛选出材料。

 

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总结

您可以获得数百种注塑成型材料选择,包括塑料、金属和陶瓷。尽管如此,它主要用于热塑性零件制造,尤其是大规模制造。注塑模具的最佳材料

这些多样化的材料选择使注塑成型能够满足不同的制造应用。但是,那 注塑成型的最佳材料 取决于所需零件的要求和规格。因此,每种材料都最适合某些独特的应用。 

 

常见问题

注塑成型最坚固的材料是什么?

聚碳酸酯是注塑成型中常用的最强材料。它以强度和耐用性而闻名。 

注塑成型中最常用的材料是什么?

聚乙烯因其多功能性和经济性而成为最常用的材料。

注塑成型最便宜的材料是什么?

聚丙烯通常是最便宜的注塑材料。它在成本、成型容易性和物理​​性能之间提供了良好的平衡。

注塑成型的最佳材料是什么?

“最好”的材料取决于具体的应用和所需的性能。 

 

资源中心

  1. OMnexus:材料选择指南。 (2021)。 丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 综合指南。 取自 https://omnexus.specialchem.com/selection-guide/acrylonitrile-butadiene-styrene-abs-plastic.
  2. Bi, Z. M. 和 Mueller, D. W. (2018)。 PTFE 材料和钢的销-板界面的摩擦预测。摩擦力,7(3)。 取自 http://dx.doi.org/10.1007/s40544-018-0224-8
  3. Freeland, B.、Mccarthy, E. 和 Balakrishnan, R. (2022)。 聚乳酸作为一次性实验室部件替代材料的综述. 材料, 15(9), 2989。 https://doi.org/10.3390/ma15092989

1评论

  1. 压力清洗壁板

    注塑材料上的优秀产品。确实是一篇精彩的文章

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