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2023/08/24 什麼是射出成型?操作用途懶人包

射出成型是製造塑料零件的高效技術,適用於多個領域,只要熔化塑料,注入模具,再冷卻固化就完成工序,那麼這個技術有何優點和缺點?DiMan帶你一次認識!
射出成型技術簡述
射出成型技術廣泛應用於消費品和工程領域,幾乎所有
塑料製品都可通過射出成型大批量生產,常用材料有聚丙烯、ABS、聚乙烯、聚苯乙烯,而這四種材料就佔了全球塑料零件產量的40%以上,可見射出成型技術的影響力不容小覷。

 

射出成型簡史
1. 塑料取代象牙
1869年發明賽璐珞,首次用來製造撞球,而早期的射出機使用料筒和柱塞注入模具。

 

2. 革命性的發明
20世紀50年代的塑料行業有重大的革新,解決了塑料加熱不均勻的問題,開啟大規模生產的時代。

 

3. 現今射出成型技術
今時今日,射出成型的市場規模已達3000億美元,全球每年生產5萬噸塑料零件。

 

射出機如何工作?
射出機主要由3個部分組成:注射裝置、
模具、鎖模或頂出裝置。

以下影片,可見大型射出機以每3秒生產72個瓶蓋的操作情況︰
 
注射裝置把原料塑料熔化,並引導入模具,工作步驟如下:
1. 混合乾燥的聚合物顆粒與顏料,放入料斗。
2. 顆粒加熱、混合,螺桿移向模具,熔化材料。
3. 熔化的塑料注入模具,冷卻並凝固成形。
4. 打開模具,頂針推出零件,關閉模具並重複以上步驟。

 
射出成型的過程迅速,工序週期只有30-90秒,可即時使用零件且幾乎不需要後處理

製造模具
模具就像照片的底片,把形狀和紋理直接轉移到零件上,這是最佔成本的一部分——形狀簡單的小量生產成本,需要2,000-5,000美元,大量生產則高達100,000美元。

 
用於生產數萬個塑料零件的工業模具設計

解剖模具結構
製造商通常選用成本較低且簡單的直拉模具,但設計會受限於
2D幾何形狀,且無懸垂的部分,如果需要更複雜的形狀,可採用伸縮側芯或其他插入物,但會增加成本。
 
最簡單的模具是直拉模具,它由兩個部分組成:型腔(正面)和型芯(背面)。

射出成型的模具通常由A面和B面組成,各有不同的功能。A面是裝飾面,通常呈現較好的外觀,而B面則包含重要的結構元素。流道系統在射出成型中扮演關鍵的角色,包含澆口和流道,用來調控塑料流動和壓力,成型後就能順利分離零件。

四種澆口類型:
1. 邊緣澆口,模具分型線處。
2. 隧道澆口,無需手動拆卸。
3. 後澆口,優秀的視覺外觀。
4. 熱尖澆口,適合大規模生產。

選擇不同的澆口會影響
零件品質和外觀,而流道系統的設計是塑料均勻填充模具型腔的關鍵,只有設計得好,才能獲得高品質的成品。

 

射出成型的痕跡
在流道系統與零件連接的地方,會產生
痕跡,如果想零件更為美觀,那就要把它隱藏在零件的B面中。

 

夾緊和頂出系統
射出機的鎖模系統有雙重作用:保持模具閉合並推出零件。因為模具沒有對齊的話,有可能導致分型線和頂出標記等影響零件品質的缺陷——分型線由微小的錯位和模具邊緣造成,頂出標記則是頂出突出或凹陷所致。

 
製造遙控器外殼的模具

射出成型的優點和局限性
射出成型的優點
  • 大批量生產塑料成品
  • 材料範圍廣泛
  • 高效生產率
  • 出色的重複性
  • 幾乎零誤差
  • 出色的外觀

射出成型的局限性
  • 模具啟動的成本高昂
  • 不可隨意改變設計,不然成本將十分高昂
  • 交貨時間比其他技術更長

 
最常見的射出成型產品有玩具、汽車、瓶蓋等

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