每当我看到完美交付的塑料零件时,我都会想到它们背后的无名英雄 - 模具。在获得成品之前,有一个大项目必须首先完成:该模具的制造。
在此过程中,投资并不小,也很复杂。您可能不知道您选择制造此模具的材料直接影响项目的总成本,生产能够运行的速度以及最终可以制作多少个零件。这不是一个小问题。
作为JS的工程师,我每天都与客户讨论。原因很简单。就像您选择的塑料树脂决定零件本身的性能一样,我们选择塑料注射模具的材料,这会影响生产效率和产品质量。
为什么?因为它与每个生产链接有关。想一想,您可能需要硬腹肌或光滑的POM手柄,该手柄具有完全不同的要求。霉菌材料的选择必须相应改变。实际上,手头上只有几种常用的霉菌材料,每种材料都有自己的优势和合适的场景。如果选择错误的人,您将遇到很多麻烦。如果选择合适的效果,您将以一半的精力获得两倍的结果。
我们可以帮助您了解零件设计的关键点以及应用程序的实际需求,然后结合我们在这个行业中的经验,以选择最合适的模具材料和塑料配方的“金色合作伙伴”。这是使大量高质量零件稳定高效地制造出大量高质量零件的基础。
核心答案的摘要:
霉菌材料的类型 | 主要优势 | 霉菌寿命(时代) | 相对成本 |
淬火钢 | 极其耐用,耐磨和高精度。 | 1,000,000多 | 最高 |
预先硬化的钢(未淬火) | 平衡性能和成本,快速处理。 | 50,000-1,000,000 | 中等的 |
铝合金 | 快速处理,最低成本和良好的散热。 | <10000(通常较低) | 最低限度 |
本文将回答您的问题:
- 让我们从一个关键的基本概念开始。
- 接下来,我将专注于不同类型的塑料注射模具,从铝塑料注射模具到各种工具钢。
- 最后,我将结合自己的经验,以提供一些实用的建议,以帮助您更好地了解如何选择最合适的模具材料。
为什么本指南值得您参考?听我们的JS模具退伍军人的诚实话语
在JS,我们不仅每天处理操作注射机器,还处理从设计到退休的整个模具过程。帮助客户选择模具材料是一个巨大的责任,我们非常了解。
- 例如,一家初创公司渴望推出产品,我们建议他们使用7075铝合金打开模具。结果,第一个产品是在6周内制造的。
- 另一个客户想以极高的精度制作数百万个医疗零件。不用说一句话,我们直接帮助他们使用专业的医疗零件塑料注射模具高精度S136不锈钢。这项投资非常值得!
经验是信心:
如何将P20钢切好? H13钢的热处理过程有多关键?我们每天研究这些技巧。我们帮助您在时间,成本控制和质量之间找到平衡,并最终将其实施到霉菌材料的选择中。
本指南中的事情不是空的谈话,而是我们通过进行真实项目并用真实钱检查客户而积累的经验。
“正如材料工程领域的权威约瑟夫·达特斯科(Joseph Datsko)经常说:不当选择材料是工业失败的主要原因。”
我从事这个行业已有十多年了,我同意。特别是在像医疗部位这样的项目中无法容忍任何错误的项目中,选择正确的材料是成功的基石。
在开始之前:模具材料与部分材料
在注射霉菌行业工作了很多年之后,我发现了一个易于引起误解的基本问题:模具材料和部分材料之间的差异。 这是两个完全不同的东西,就像烤蛋糕和面糊的模具之间的区别一样。如果我们不理解这一点,那么在讨论霉菌材料选择,过程参数或产品要求时,很容易造成偏差。因此,今天,让我们专注于使这种区别清楚。
(1)模具材料 - 这是“蛋糕锅”
简单地说,它是用于制造模具本身的金属。该模具需要反复承受高温,高压,频繁的打开和闭合运动以及在注射成型过程中塑料熔体流动引起的机械磨损。因此,它必须很难,坚固且耐用。
核心要求:必须具有高硬度,高强度,出色的耐磨性,同时考虑到良好的热导率,加工性和热处理稳定性,以确保霉菌在长期使用中的可靠性。
常见材料:
- P20钢(预先固定的状态):良好的全面性能,方便的处理,是使用最广泛的通用霉菌钢。
- H13钢(需要热处理):出色的耐热性和冲击韧性,适用于复杂的结构模具,高温塑料产品或高磨损耐药性。
- 7075铝合金:快速处理,但不那么耐用,成本相对较低,主要用于原型霉菌制造或小批次,其强度和耐磨性通常低于工具钢。
它决定什么?
该材料选择与:
- 模具可以使用多长时间?如果选择良好,则模具寿命将很长,并且每产品的成本将很低。
- 生产快吗?一些材料具有良好的导热率,快速冷却和短生产周期。
- 模具昂贵吗?优质的钢质自然昂贵,但这取决于是否值得。
今天,我们主要要谈论如何为模具选择这些金属材料以及要求什么。
(2)零件材料(零件材料) - 这是“蛋糕面糊”
这是塑料球终于被注入模具并固化成为您手中的产品。客户经常问您使用哪种塑料进行注射成型?这就是我的意思。
多种类型: 工程塑料有很多类型,,,,例如:
- ABS:强大而碎裂,良好的韧性,良好的处理性能,广泛用于家用电器外壳,玩具,电子设备外壳。
- PC:透明且耐撞击,用于光学镜头,汽车灯盖和安全保护零件。
- PP:重量轻,强烈的化学腐蚀性,低成本,通常用于日常容器和汽车零件。
- 尼龙/PA:耐磨损,自润滑,高强度,通常用于运动部件(齿轮,轴承),紧固件和结构部件。
它如何影响模具?
这特别关键!您选择的零件材料的性能直接确定您需要哪种模具:
例如:
如果您要制作的东西是由尼龙材料与玻璃纤维混合在一起的,那么这种材料非常困难且易于穿,那么如果使用软霉菌钢,您将遇到麻烦。模具将被刮擦并迅速损坏。目前,您必须选择高硬度和高装耐钢,例如硬化(淬火)H13钢,以承受这种玻璃纤维磨损。确保模具和产品质量的长期稳定操作。
显然,定义模具材料和零件材料是成功实施注射成型项目的第一步。模具材料是生产的基础,它决定了模具的使用寿命和生产效率。零件材料是产品的核心,它决定了最终产品的功能和外观。
“凭借多年的霉菌材料经验,我可以帮助您解决材料选择的问题。我们将详细了解产品的塑性特性以及生产目标,然后帮助您选择最适合性能并节省金钱和效率的模具钢和工程解决方案!”
深入分析注射模具材料
注射模具中使用的材料是产品质量的关键!尽管有多种类型的材料可供选择,但核心仍然是两个主要营地:钢和铝。
1。钢模:满足高需求和长寿生产的关键
钢模已成为高质量的首选,具有出色的刚性,耐磨性和热稳定性的中等至高体积生产。它主要分为两类:
(1)预先硬化的钢:节省麻烦的“主要力量”
普通等级:P20(最高外观速率),NAK80(追求更明亮的效果)。
核心优势:在工厂(约30 hrc)为您调整了硬度,并且无需将其带回淬火。它可以在机床上直接处理。节省一个过程可节省大量的金钱和时间。表面也可以精美抛光。
什么时候使用?
当您打算生产数万到数十万件(例如,50,000至500,000次)时,您还在制作常见的塑料零件(ABS,PP等),请闭上眼睛选择P20,并且性能和成本最好是平衡的。市场上的大多数标准模具都是由P20制成的。
(2)淬火钢:追求最终,不怕昂贵!
强硬的角色代表:H13(高温抗性的主要力),S7(冲击力),S136(不锈钢,生锈和耐腐蚀性)。
主要功能:
通过整体淬火 +回火热处理,获得高表面/核心硬度(HRC 48-52+),这得到了极大的改进:
- 耐磨性:防止高磨料成分,例如玻璃纤维(GF)和矿物质填充剂。
- 耐腐蚀性:PVC,阻燃剂等释放的酸性气体侵蚀。
- 性能:可以达到超镜面(SPI A1/A0水平)并满足光学表面要求。
什么时候需要使用它?
- 目标输出是数百万块。
- 塑料含有增强/填充剂,例如玻璃纤维和矿物粉。
- 零件用于医疗治疗,需要与人体接触并需要不育。
- 为了制作高度透明的零件(例如镜头和透明零件),表面必须没有缺陷。
我建议您仔细选择:
目前,您必须使用硬化钢。像S136这样的不锈钢是医疗,透明零件的首选,并有高腐蚀性要求的场合。尽管这要贵得多,但应该花钱,质量值得!为了追求极端耐用性,H13和S7也是不错的选择。
霉菌钢的全球应用共享和增长:
材料类型 | 主要应用程序方案 | 全球市场份额(估计) | 年增长率(预测) |
预先硬化的钢(例如P20) | 中等到大量的通用零件,汽车内部组件等。 | 65% | 3.5% |
淬火工具钢(例如H13) | 大批量零件,工程塑料,耐磨性零件。 | 25% | 4.8% |
不锈钢模具钢(例如S136) | 医疗,光学,食物级,耐腐蚀的部分。 | 8% | 6.2% |
其他钢材材料 | 特殊应用。 | 2% | - |
数据源:
- Grand View Research(2024)。
- Statista-工具部门(2023)。
- AMT-制造技术协会(2023)。
2。铝制模具:速度和经济之王
常见材料:7075-T651(飞机级高强度铝合金),Alumec 89(高硬度铝合金为霉菌应用优化)。
核心优势:
- 快速处理速度! :对于相同复杂性的模具,铝合金的切割力远低于钢,并且处理速度比钢模的速度快30%-40%,这大大缩短了模具制造周期。
- 铝的进行热量特别好:铝合金具有高导热系数,并且塑料在模具中迅速冷却,缩短了注射成型周期并提高了整体生产效率。这是开始如何制作塑料注射模具的最快方法。
- 成本优势:铝合金原材料和加工费用的价格远低于钢模的价格。投资成本可以在项目的初始阶段有效控制。
3。其他特殊材料 - 软模具
“软模具”这个名字有些误导。这并不意味着材料柔软,而是是指由易于处理且成本较低的材料制成的模具。目标不是长期生产。
通用材料和技术:
- 非硬化钢(例如AISI 1018/1020)。
- 3D打印模具(光敏树脂,金属粉和其他材料)。
- 低压铸造模具(环氧树脂基复合材料等)。
- 最佳:软塑料注射模具仅用于设计验证和功能测试。
“选择材料的关键是要查看您的“数量”和“质量”要求。对于数百万单位的高要求,选择硬化的钢(例如H13,S136)。对于数万到数千至成千上万的常规零件,P20预先硬化的钢制具有最佳的成本效益。对于快速的原型/小型材料,均具有纯净的材料,均为纯材料,均为纯色的固定材料。影响霉菌的寿命,产品质量和成本。
如何为您的项目选择合适的模具材料? 4点决策清单
选择合适的模具材料对于项目的成功至关重要。如果您选择错误的一个,它可能会影响质量,延迟施工甚至超过预算。这不是一个小问题。不用担心,在下面,我将使用这四个关键观点来帮助您选择最合适的观点:
关键点1:您打算制作几个部分?
这是第一个要考虑的大事!您想制作一千次测试水域,还是打算赚取数百万美元?该数量与模具的用途直接相关。
- 如果您只制作几百或几千个样本或小批次,铝制模具快速便宜,是首选。
- 如果您想要成千上万或成千上万的碎片,那么P20等预先硬化的钢将更加可靠,并且寿命长。
- 如果目标是数百万甚至更高的目标,则需要硬化的钢(例如H13,S7,S136),该钢具有很高的初始投资,但耐用且每零件的成本较低。
关键点2:您在零件上使用什么塑料?
并非所有塑料都同样温和。您使用的材料决定了模具的耐磨性。
- 如果是普通材料,例如PP,PE和ABS,模具上的磨损很小,要选择的材料范围更宽。
- 但是,如果添加玻璃纤维(尤其是很高的比例)或难以加工的材料,例如一些尼龙(PA66)和POM,则只是在砂纸上砂纸!在这种情况下,霉菌材料必须足够坚硬且耐磨损,否则将以几杆磨损,并且零件的大小和表面不会保持。
关键点3:您的部分是复杂的吗?表面要求很高吗?
如果零件结构很简单并且表面要求是平均的,那么许多材料可以做到。
如果零件结构精细且复杂(例如许多薄壁和小特征),或者表面要求非常高,则必须选择具有良好处理性能的高级钢,例如S136。这种钢在热处理后具有高硬度和良好的纯度,抛光效果是一流的,细节也得到了很好的控制。很难用普通材料实现这种效果。
关键点4:您的预算和时间计划是什么?
每次处理塑料零件时,金钱和时间都是您需要首先考虑的内容。
- 时间很紧,预算很低:特别是对于初始验证或小批量,铝模具几乎是唯一的选择。样品可以在几周内生产,并且成本要低得多。请记住,铝模具的寿命有限,主要问题是它们是否可以生产以及它们的速度。
- 不要着急,追求长期的成本效益:如果您重视未来几年的数百万零件的产量,而每个部分的成本是最低的,那么投资于钢制模具绝对是明智的。尽管在早期阶段花费了更多的钱,但每件作品的成本将在以后会大大稀释,并且模具寿命会更长。
选择模具材料的核心是查看您要制造多少,使用的塑料,零件的精细以及如何平衡金钱和时间。
“正如管理大师彼得·德鲁克(Peter Drucker)所说:效率在做正确的事情,有效性正在做正确的事情。”
在模具工程中,科学材料选择是实现有效性的关键起点。通过澄清这四个要素,您可以为项目选择正确的核心材料,避免在后期避免高度重做成本,并确保项目的有效运行。如果您需要项目评估,请随时与我们沟通,JS将与您合作以优化解决方案!
常见问题 - 回答您有关模具的所有问题
问题1:购买二手注射模具是否具有成本效益?
老实说,我们通常不建议这样做。
原因很简单:每个注射模具都是为生产特定零件并在特定机器上运行的。购买二手模具通常很难匹配。除非您想产生与原始设计完全一样的东西,否则风险很高。
确实有二手塑料注射模具在市场上出售,但是接管二手塑料注射模具或未验证的塑料注射模具出售可能会导致适应性问题,增加维护成本甚至影响产品质量。
问题2:完成注射成型需要什么设备?
核心绝对是注塑机,这是生产的主要力量。但是,仅拥有机器是不够的。为了确保稳定有效的生产,还需要几种关键的辅助设备:
- 模具温度控制器:用于控制模具温度,这对于产品外观和尺寸稳定性很重要。
- 冷却器:负责冷却注入造型机的液压油和模具冷却水回路,以确保机器不会过热并且周期时间稳定。
- 干衣机:如果塑料颗粒含有水,则制作的产品将有缺陷,因此必须在进食前将其彻底干燥。
- 机器人(件选择器):自动取出模制零件以提高效率,确保操作安全并确保产品一致性。这些设备可以很好地运行注入型线。
问题3:在哪里可以找到可靠的塑料原材料?
BASF,Dupont和Sabic等大型化学公司是原材料的直接来源。此外,在各个地方还有专业的塑料颗粒分销商,他们的服务更加灵活,而购买的小批量也很方便。
作为JS,我们已经与许多高质量供应商建立了长期合作。如果您不确定原材料选择或采购渠道,我们很乐意分享我们的经验,甚至使用我们的采购网络来帮助您找到具有成本效益和性能匹配的原材料,从而节省您的忧虑和精力。
概括
老实说,这些年来,我知道选择合适的霉菌材料并不像挑选一块好钢一样简单。它直接确定您的整个产品项目是否可以成功!这不仅是一个技术问题,而且是一些关键因素,例如成本预算,项目周期和长期产品策略。能够在铝和钢之间找到适当的平衡是我们专业精神的价值。
不要让材料选择成为您项目的盲点! JS团队将为您提供精确的导航
不要根据霉菌材料选择的关键链接中的感受或经验做出皮疹决定。让JS团队的模具专家使用我们的经验和分析工具为您清除雾。
如果您正在计划新产品并对霉菌材料的选择有疑问或纠缠,请采取行动!
- 告诉我们您的项目信息:您的需求越详细,越好。
- 上传您的初步设计或产品信息:即使只是概念图,也可以帮助我们做出判断。
- 深入与我交流:关于定制塑料注射模具,直接与我谈论您的想法和关注点。我们承诺在1-2个工作日内为您提供清晰的“材料选择和成本效益分析报告”,清楚地列出了铝模具/钢模具(或组合解决方案),成本估算和我们的专业建议的优缺点。
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