小批量注塑可以经济地生产高质量的按需产品。它可以帮助制造商在最短的周转时间内精确满足最低订单要求。
注射成型等传统技术既费力又费时。这些工艺往往用于零件的批量生产。现在，在当今的制造业中，对高效且经济的零件的需求一直在上升。各行业将注意力转向更有效、更经济的零件生产。在此，体积注射成型进入市场。这使得塑料零件制造商能够将小批量的功能原型塑造成质量不稳定的大批量生产的零件。此外，与传统制造业不同，它通过最大限度地减少报价延迟来推动原型制作领域的发展。
本文可帮助您了解项目的小批量塑料成型、使用的塑料、类型、工艺、优点、限制和 DFM 分析的关键方面。
什么是小批量注塑？
顾名思义，小批量注塑是一种多方面的技术。它有助于巧妙地复制最终用途产品的小批量塑料成型零件。这是一个坚固、密集的流程，使 OEM 制造商能够在最短的时间和期限内满足精确的零件规格，从而向航空航天、汽车和消费电子产品等行业提供塑料成型零件。
小批量注塑
通常，钢和铝模具优选用于小批量塑料零件的精细生产。通过该技术创建的所有模具都可以使用原型技术进行加工或制造，从而实现 3D 打印和各种设计。
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低音量对比。传统注塑成型：对比分析
一种仅使用少量，而另一种则用于大量。尽管已知这两种方法都是通过高压注射进行加工并且可以互换使用。它们之间几乎没有什么区别。让我们根据因素来讨论这些；包括;
生产量
根据产量，小批量注塑专门用于帮助需要复杂精确规格或有限原型设计的企业。此外，它为零件制造提供了更多定制可能性。这些零件数量从几百到几千个不等，而传统成型适合大规模生产，需要数千到数百万个零件。注塑成型的定制可能性很小，因为它往往采用批量生产
模具成本和原型设计
通常，钢和铝模具用于适应小批量塑料零件的生产。这些模具设计相对简单，并且易于修改，从而可以廉价且精细地生产零件。两者中，钢材成本高于铝模具。一般来说，这些模具是通过设计 数控加工 和 放电加工 方法。
此外，在投入批量生产之前，还会获取原型的初始设计进行测试并验证产品的可成型性。相比之下，传统注塑成型中模具的复杂性导致零件生产更加耗时。同时，影响生产的总体预算。
小批量注塑工作流程
让我们详细讨论小批量塑料成型工艺；
1. 产品设计及模具制作
模具准备
第一步涉及对您想要的零件进行 CAD 设计。确保零件在壁厚、拔模角度和分型线方面的规格，以优化小批量注塑成型工艺的设计。虚拟设计后，下一阶段是制造模具。与需要昂贵的钢模具的传统成型不同，铝模具广泛用于小批量塑料成型。铝模具有助于实现低至 + / - 0.005 英寸。 最终材料的选择取决于模具的刚度、柔韧性、耐热性和稳定性。 3D 模具打印、清洗和固化后。现在，您已准备好将此模具集成到注塑机中以进行零件制造。
2.材料选择
通常，热塑性树脂或填料是根据价格、耐化学性和功能要求来制造的。常见材料包括尼龙、塑料、ABS 和聚碳酸酯，必须考虑这些材料以确保产品满足其预期用途。机械强度和耐热性等因素在材料选择中起着至关重要的作用。
3. 成型机设置
工程师根据模具选择的材料调整最佳参数，例如温度、注射压力、注射速度和循环时间。它涉及以下步骤：
- 夹紧 涉及将模具固定在成型机的夹紧装置中。它确保模具牢固地固定在其位置并防止过早注射。
- 注射阶段 涉及热塑性塑料熔化并分别在高压下注射到模具中，以确保产品的完整性。
- 冷却固化 让材料冷却然后凝固。冷却阶段的时间取决于所使用的材料。
- 弹射 指产品开发的最后阶段。它可以手动完成或使用顶针完成。主观材料凝固并形成模具的形状。然后，将其从成型机中取出。这是非常关键的一步，因为微小的错误都可能导致喷射过程中形成气泡、闪烁。
4. 表面处理
成功执行上述步骤后，即可开始后处理。通常，在小批量塑料零件成型中，弹出的零件还需要根据最终用途进行修整、抛光和阳极氧化。
设计考虑因素 小批量生产 注射成型
注塑模具设计
为了更好地制造，必须注意一些基本的设计注意事项，其中一些进行了简要解释：
- 简单而有吸引力的零件几何形状： 设计具有平面和简单几何形状的零件，避免复杂的特征。选择比必要的更好的表面光洁度会给产品留下不好的印象。抛光必须通过高达 2 Ra 的金刚石抛光轮或 600 粒度的石头来完成。确保所选的表面处理与零件功能相匹配。
- 壁厚均匀： 它允许设计在各个方面保持统一，而不影响质量。小批量注射成型中优选薄壁，以使最终产品看起来精美且足够。壁的厚度可以从 0.04 英寸到 0.14 英寸不等。
- 钝角： 避免使用尖角，因为它们会产生很大的应力并影响零件的完整性。
- 适当的拔模角度： 必须考虑在小批量塑料成型中适当增加拔模角。这些角度对于赋予零件锋利的边缘尤其重要。因此，根据经验，建议拔模角为 1 至 2 度。
- 大门位置： 它将浇口放置在可最大限度地减少美观影响的区域，并专注于诸如近角或分型线之类的主要事物。多型腔模具比单个模具更有效，因为它可以快速测试特定产品。
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小批量注塑中使用的材料
热塑性材料因其独特的性能而被广泛用作 注塑材料。一些最常见的类型包括：
- 亚克力或PMMA： 这是 一种透明、轻质且防碎的塑料，广泛用于医疗用品。它具有很高的强度并且具有非常好的弹性。
- 丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)： ABS是一种坚固而柔韧的材料，具有良好的抗冲击性。它具有高反应性和高溶解度，使其有利于工业和消费品。
- 聚丙烯（PP）： 它是一种耐化学腐蚀的塑料。它具有高强度重量比，使其具有优异的拉伸比和强度。
- 聚碳酸酯（PC） 具有高强度和抗冲击性。它需要70-100 Mpa左右的极高注射压力。它是一种多功能热塑性塑料，具有高抗冲击性、透明度和清晰度，并具有出色的电绝缘性。了解有关我们指南的更多信息： 聚碳酸酯注塑工艺指南.
- 尼龙（PA）： 它坚固且具有高耐热性、耐磨性和耐疲劳性。
- 聚乙烯 (PE)： 一般用于小批量产品，即使在低温下也具有良好的柔韧性和韧性。
- 聚醚醚酮（PEEK）： 是一种用途广泛的塑料，广泛用于注塑成型。它具有耐高温性以及机械强度和刚度。
的好处 小批量生产 注射成型
在制造小型且高品质的零件时，小体积成型具有多种优势。
- 它为塑料零件生产提供了经济实惠的制造工艺。
- 小批量允许小批量生产 100 至 10,000 件的任何产品。
- 小批量注塑塑料零件需要铝模具进行成型，因为它比钢硬化程度低且更容易成型。铝可以在约 660.3 °C 或 1220 °F 的温度下熔化，有助于消除零件制造过程中的退火步骤。
- 由于使用铝，因此可以轻松使用灵活的模具设计来制造具有卓越强度和尺寸稳定性的任何产品。
- 生产功能原型和零件所需的交货时间更短，只需数周而不是数月。
- 在小批量成型中，模具成本特别低，对于低成本预算项目来说相当可行。
限制 小批量生产 注射成型
尽管它具有多种优点，但开始小批量塑料成型仍存在一些限制；
- 模具设计是小批量塑料成型零件的主要障碍。因此，有时，它仅限于一定数量的产品，特别是铝模外壳。
- 此外，铝模具的产品寿命较短。它的耐用性不如硬化钢，因此增加了维护费用，从而增加了预算费用。
- 通过小批量注射成型来实现复杂的设计有些困难。
方法 小批量生产 注射成型
小批量注塑成型可采用多种方法来生产高质量产品 塑料零件。以下是一些关键的工业流程；
1. 注塑快速成型
原型注塑零件
小批量注塑可有效生产用于快速原型制作的零件。这些组件允许设计工程师进行设计迭代、测试和验证，从而提供快速且经济高效的生产。它的交货时间几乎是1-3天。一些常见的行业用例包括汽车、航空航天、消费电子产品和医疗设备。
2. 按需注塑
该流程允许企业根据所需的零件订单数量来设定生产按需塑料零件的费用。这样可以减少材料浪费并最大限度地减少额外零件。此外，它对于体验多种类型产品并由最终用户进行测试的企业也很有帮助。
3. 短批量注塑
它广泛用于100至10,000个塑料单元的小批量生产。它有助于创建限量版产品，并允许营销人员测试需求，从而获得消费者快速且有价值的反馈。
小体积注塑成型的应用
小批量注塑是一种具有成本效益的工艺，可满足多个制造行业的需求，包括：
汽车行业
汽车行业主要用于制造发动机和汽车的小型部件。小批量塑料零件现在被认为是汽车行业生产高精度高质量零件的进步。了解有关我们指南的更多信息： 汽车塑料注塑：终极指南.
医疗器械
小批量注射成型使工程师能够为医疗植入设备制造质量严格的零件。这项技术有助于大量生产工具，包括手术器械和诊断设备。医疗设备需要精细的特征，因此该技术最适合它，因为它有助于提高这些部件的要求的强度和耐用性。了解有关我们指南的更多信息： 医疗注塑.
消费品和电子产品
它满足消费品和电子行业的需求，使产品具有干净的表面处理以及适当的颜色和纹理。包括外壳、按钮和小工具在内的应用在很大程度上需要这种技术。
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总结
小批量注塑成型已成为生产用于功能测试和产品开发的零件的有益技术。这项技术加快了产品开发速度。低库存要求、最短的周期时间和严格的零件质量是该技术的关键特征。
此外，它还彻底改变了工业部门。特斯拉和苹果等许多公司可能会采购小批量注塑零件。尽管该过程在某些方面有利于设计人员，但该技术也存在一些限制。例如，制造的零件可能会导致飞边和收缩的风险。因此，将您的项目外包给信誉良好的供应商可以消除这些潜在风险，从而更好地开发产品。此外，与可靠的合作伙伴的合作可以帮助您根据项目需求实现预期的结果。
常见问题
Q1.小批量注塑成型有哪些替代方案？
以下是一些流行的替代方案：
- 3D打印
- 数控加工
- 热成型
- 聚氨酯铸造
Q2。小批量注塑的成本是多少？
考虑到设备、模具设计、注塑材料成本和服务费用后，100 个零件的小批量注塑成本通常约为 450 美元。生产一个塑料零件的成本为 4.5 美元。
Q3。注塑成型可以有多小？
一般来说，注塑成型的尺寸没有限制。这取决于注塑机。特别是对于小体积塑料零件，由于结构紧凑，厚度约为 1 毫米的零件应使用较薄的模具。
Q4。何时使用小批量注塑？
对于需要车削 10, 000 个质量和可扩展性不一致的零件的情况，小批量注塑成型是一种经济的选择。
Q5.小批量注塑的设计指南是什么？
保持你的设计简单。避免指定过于光滑的表面并优先考虑功能。包括拔模角度，以便于零件拆卸。保持一致、适度的壁厚以防止翘曲。使用圆角而不是锋利的边缘以获得更好的安全性。
资源中心
- Hamid Kalami，Ruth Jill Urbani，(2019)，利用“快速模具”方法设计和制造小批量高温注塑模具：DOI：10.1007%2Fs00170-019-03799-8，检索自 研究之门
- 伊斯梅特·P·伊利亚斯，(2018)，用于小批量生产的 3D 打印快速塑料注射成型的开发：检索自： 研究之门
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