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从原型到大规模生产:注射成型的设计规则

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写的

JS

出版
May 13 2025
  • 注塑

跟着我们

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注射成型是现代制造业的核心过程之一。它被广泛用于汽车,医疗,电子和消费品。在其核心中,塑料或有机硅材料通过加热融化,在高压下注入霉菌腔,冷却并固化以形成精确的成型零件。

根据JS精确制造的技术优势,本文总结了从设计和工程角度来看注射成型的关键成功因素。

在设计阶段的设计阶段是什么工程考虑?

1.墙厚度设计

壁厚应均匀(建议1-4mm),以避免由不均匀的成型注入压力引起的收缩痕迹或翘曲。例如,JS公司通过模具流量分析和±0.05mm以内的受控公差
厚区域需要使用减轻体重的肋骨(例如蜂窝结构)来设计,以减少冷却时间并提高注入成型部件的结构强度。

2.删除要求

外表面斜率≥0.5℃,内部孔或滑块结构≥2℃,以确保注射后光滑的脱棉。JS优化了汽车组件的坡度设计将效率降低40%。

3.将熔体的流动路径优化

根据注入的特征,请选择侧门,精确的门或热流系统。例如,JS可以将冷端废物减少多达30%使用热通道制作复杂的电子组件
门的位置应避免外部视图,平衡填充多腔模具并避免焊接对强度的影响。

4.材料特征与霉菌设计之间的关联

结晶材料(例如PA66)的收缩率最高2%,并且需要通过霉菌补偿因子(通常为0.5-1.5%)进行尺寸校正。 JS的模型流量分析软件预测收缩率误差≤0.2%。

5.数量排气

排气凹槽(深度0.02-0.04mm)在分隔表面或顶销上设计,以防止由于在成型注射过程中融化压力而导致气体夹带。 JS排气的效率提高了25%真空辅助排气技术

6.强加强和支持

建议的加固厚度是墙壁厚度的0.6倍,间距≥2倍≥2倍壁的厚度,因此满足了负载轴承的要求并避免了收缩风险。

7。分类表面设计

类型线应该 隐藏视线重合开口和关闭方向注射模具。例如,JS发展消费电子设备的滑动分配结构组件防止flybys。

8.安装的组件和本地增援部队

金属插入物必须预热(例如120-150℃)为了停止在注射成型下与温度差有关的应力开裂。 JS的专利嵌入定位系统可以使偏移量达到±0.1mm。

如何在注塑工程中选择热塑性材料?

1.按功能定位:基于性能需求的材料类型

  • 机械强度:对于需要冲击力的汽车保险杠,最佳PC/ABS合金提供了PC的高韧性和ABS的流动性,适用于复杂的塑料成型工艺。
  • 电阻:电子连接器必须承受焊接温度,熔点为295°C的PA46优于PA66,并且结晶速率适用于高速形成过程。

2.处理调整:材料特性与注入成型条件的兼容性

流动性分类:

  • 低粘度材料(例如PP):适用于薄壁的塑料成型组件,霉菌的大小可以降低。
  • 高粘度材料(例如PET):高注射压力需求,广泛应用于诸如齿轮注射成型之类的精确组件。

收缩控制:

晶体塑料(例如PA和PBT)将收缩2%-3%,并需要霉菌补偿设计以补偿变形,塑料成型精度在很大程度上取决于至关重要的。

3.成本余额:材料成本效益和批量生产需求

ABS:平衡和全面,广泛用于家用电器套管(占全球塑料使用的15%),适用于中小型定制处理。

PP:低密度(0.9g/cm),单位成本低于工程塑料,该塑料通常用于汽车内部(例如门板)。

4.外部情况:在极端工作条件下的物质突破

  • 耐化学性:医疗设备需要使用消毒剂。 PPSU具有强大的氧化能力,稳定的熔融粘度,适用于清洁室的塑料成型环境。
  • 生物相容性:胰岛素笔成分必须经过ISO 10993测试,没有COC降水的风险,并且吸水率低可确保长期储存稳定性。

5,绿色材料和循环经济

生物基材料:

  • 聚乳酸:控制降解周期,但是需要优化注射成型温度(170-200°C),以避免翘曲并使其适合包装的快速消费品。
  • PHA(聚羟基烷基):可在海洋中生物降解,但熔化强度低,需要为海洋浮标添加20%的玻璃纤维增​​强。

再生周期:

RPET:需要将其干燥至0.02%的水分含量。它的结晶速率很慢,需要延长保质期,以增加塑料成型输出。

Injection molding uses thermoplastic materials

模具排气设计对注入质量的影响?

模具排气设计直接影响产品的产出和性能。合理的排气系统可以优化熔体流量,减少缺陷并提高生产效率。以下是特定的影响和优化策略:

1.减少捕获的气体和燃烧缺陷

  • 在注射成型期间,熔融材料以高速填充霉菌腔。如果排气不光滑,则很容易产生气体保留,从而导致产品的表面燃烧或内部孔隙度。
  • 隔板表面的排气设计是成型设计的关键:保持0.02-0.04mm的排气凹槽与喷嘴或滑块中的间隙相匹配,可将捕获空气的风险降低超过80%。

2.破坏外观融合线

  • 熔融线是门注射中的一个常见问题,并且很容易产生外观缺陷或力量弱点。
  • 优化排气路径可以指导熔体的有序流并控制熔体线的位置。例如,在大灯反射器的汽车模具中,通过调整排气槽的方向以将焊丝从可见的表面移至看不见的表面,从而增加了98%。

3.预防翘曲

  • 气体残留物可能会导致当地冷却不平衡,从而导致产品经翘曲。
  • 在深腔模型的模制设计中,用于平衡腔内压力的螺旋或分层排气结构,而收缩率差异差得在0.3%以内。

4。提高表面光滑度

排气不足会在熔体和空气之间引起摩擦,从而产生毛刺或原子化模式,从而影响光泽度。
镜像需要精确控制0.01mm内的排气凹槽深度,并进行真空的辅助系统使用RA≤0.02μm获得超光滑的表面

5.优化生产效率

  • 排气不足会延长绝缘时间,从而导致更长的周期时间。
  • CAE模拟可以缩短注入成型循环增长10%-15%。最近,JS在家庭电器面板模具项目中采用了多点排气设计,每天生产能力提高了20%。

Mold exhaust design

模具排气凹槽深度的设计标准是什么?

以下是特定的设计点和要求,以及实际的应用条件和塑料类型的需求

1.基本深度范围和材料修饰

材料的类型 排气槽的深度范围 设计亮点
通用塑料(ABS/PP) 0.02-0.04mm 避免融化溢出并适应常规注射压力。
高粘度塑料(PC/POM) 0.04-0.06mm 补偿高粘度材料的流动阻力。
透明塑料(PMMA) 0.01-0.03mm 防止排气痕迹影响光学性能。

2.处理参数和结构相关

过程条件 调整排气槽深度 塑料成型适应策略
高压注入成型(> 100MPA) 加深至0.05-0.08mm 与热流系统合作,以降低被困气体的风险。
长时间的时间(> 10秒) 还原为0.02-0.03mm 避免气体回流,导致收缩痕迹。
纤维增强材料(例如PA+GF) 0.01-0.02mm 防止玻璃纤维堵塞排气通道。

3.注射方向和质量控制

质量控制目标 排气槽深度标准 测试方法 JS优化情况
预防燃烧(表面缺陷) ≥0.03mm 流量分析+表面粗糙度测试。 通过加深排气凹槽(0.04mm),手机的外壳模具的燃烧率已从5%降低到0.5%。
改善表面平滑度 ≤0.02mm 测量仪器+视觉检查。 光学镜头模具利用RA≤0.02μm的激光雕刻排气槽(0.015mm)。

设计注射模制零件时,如何将倒置的扣结构降低?

1.游行者脱离技术

我们使用倾斜的导针来取代滑块,以实现侧面脱落。它使用一种机械连锁机制,允许将底切的产品轻松从模具中脱离。倾斜导向引脚的角度应保持在工程师5-15°之间。这样的角度可以确保整个脱离过程可靠且光滑。

在实际应用中,我们遇到了用于硅酮成型的脱离问题问题。为了解决此问题,我们在滑块的表面上喷了一层PTFE涂层。该材料可以成功地减少硅酮的粘附。以我们为医疗客户开发的案件为例通过设计多个滑块的系统彼此同步,脱离力最终减少了近三分之一。

2.斜管弹出器脱离技术

我们将倾斜的喷射器杆与弹射器销系统结合使用来完成脱魔。该机理通过倾斜作用从模具中释放底切结构。设计人员必须根据材料特征来定义倾斜弹出器的角度。例如,在处理诸如硅酮等弹性产品时,建议使用一个超过7的倾斜弹出器角度°,其效果是在脱离期间不伸展产品。

在实际的注射成型产生中我们已经开发了一种针对具有高弹性的TPU材料的分段倾斜喷射溶液。当脱离时,改进将移动距离降低到只有2mm。例如,使用我们开发的汽车硅胶按钮模具,在应用了此倾斜的弹出器脱离系统后,即使是小而精确的结构也可以完美地脱离。

3.氢化辅助技术

模具的外部运动机制是由液压系统驱动的。特别是适合加工大尺寸或深腔结构产品。液压缸被用作电源,并具有提供稳定的脱离力的能力。

在设计中,通常设计了两个液压缸一起工作,以便可以完全同步模具两侧的脱离力。我们已经在一个特定的汽车配件上实现了该系统。两个气缸的协调工作使整个脱离过程更加稳定和可靠,从而消除了产品变形问题。

4.限制销钉技术

我们采用弯曲的销机制来消除浅底切结构的脱离问题。在模具开口时,弯引脚将弯曲为杠杆,将底切成部分从产品中拖出。为了防止软橡胶材料粘附在弯引脚上,我们将在弯头的表面上喷发Teflon抗粘涂层

在生产实践中,我们特别设计了一个带有弹簧重置系统的弯头的电硅垫片。在几个测试试验赛中,我们确定调整弯曲引脚的角度将显着降低脱离电阻。最后,有了这个升级计划,生产效率提高了20%。

5.在数量的热切割技术中

我们使用一个热刀片,可将产品连接直接切割到模具中的跑步者。该系统需要准确控制刀片的温度,通常设置在200至300℃之间。在低温下,它不会在高温下切割,它将很容易燃烧材料。

例如,当我们制作有机硅表带的模具时,我们使用机器人使用了这种热切割技术来吸收这些碎片。与传统技术相比,该系统不需要以下修剪步骤和直接节省工厂的生产成本的15%

Inverted buckle structure during injection molding

设计注塑零件时加强肋骨布局的要求是什么?

1.壁厚对加固厚度的速率

  • 增强肌腱通常比产品墙厚0.5-0.7倍,以避免由于壁厚突然变化而造成的收缩痕迹或不均匀的冷却。
  • 塑料成型适应:在薄壁的成分(例如电子套管)中,肋骨的厚度必须较薄(例如0.3-0.4mm),以防止过度抗熔体流量。

2.划线的方向和物流

  • 流量匹配:应沿注入熔融质量的流动方向排列加固,以降低流量阻力并避免燃气保留。
  • 在复杂的结构中,例如汽车仪表板,肋骨与跑道形成45°,平衡填充效率和结构强度。

3.驱动和散热设计

  • 间距标准:钢筋的间距应厚度两倍,以确保冷却均匀,并防止局部过热变形。
  • 具体操作:在高精度塑料成分中例如连接器,太小的肋骨间距将导致排气不良,需要通过CAE模拟来优化。

4.根部降解角度

  • 斜率需求:加固带的根应以脱脂斜率为≥0.5°设计,以避免在脱染过程中损坏产品。
  • 过程适应:深腔组件的肋骨根(例如家用电器衬里)需要采用逐渐的坡度来防止模具排气阻塞。

5.避免应力浓度

  • 圆角转变:钢形接头处的R角≥0.3mm,以降低应力浓度并改善抗疲劳性。
  • 条件:使用塑料成型工具手柄,没有圆角的肋骨容易因组件应力而进行开裂,而JS优化将其寿命延长50%。

为什么选择JS处理注入模制零件?

1.欧洲高精度保证

±0.005mm公差,精确控制发线直径,确保注射成型完全满足组装要求,并降低以后的维护成本。

2.流氓交付能力

行业领导者1-2周快速交付,以帮助您从市场上启动,尤其是对于紧急订单。

3.完成材料解决方案

覆盖50多个专业塑料(例如PA66,POM,PC等),从传统材料到高温/耐腐蚀材料的可定制选项可用于满足不同区域的要求。

4.成本优化黑色技术

原始过程可将生产成本降低20%,可以通过智能调度和改进的材料利用来帮助您在同一预算上实现更高质量。

5。专业的护送整个过程所有的过程

我们20年的经验丰富的工程师提供从设计优化到试用模具调试的完整服务。高复杂性结构零件的成就率超过95%,大大缩短了研发周期。

概括

注射成型不仅是材料科学实践的应用,而且还深深地是精确机械工程和数字化的结合。 JS Precision制造将±0.005mm的加工耐受性作为中心,将成型概念与智能制造技术深层结合在一起,并构建了材料和自动化过程矩阵的跨行业数据库。

在技​​术积聚的20年内,我们支持300多家企业超越设计障碍并跳过从概念到数量制造的方式。

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JS团队

JS是定制制造服务的行业领先提供商,致力于为客户提供高精度和高效的一站式制造解决方案。拥有超过20年的行业经验,我们已成功提供了专业人士CNC加工, 钣金制造, 3D打印, 注射成型, 金属冲压以及5000多家企业的其他服务,涵盖了航空航天,医疗,汽车,电子等多个领域。

我们有一个现代的工厂认证ISO 9001:2015,配备了100多个高级五轴加工中心,以确保每种产品都符合最高质量标准。我们的服务网络涵盖了全球150多个国家,为小规模的试验生产和大规模生产提供24小时快速的响应,从而确保您的项目有效进步。

选择JS团队意味着选择具有出色质量,精确交付和可信赖性的制造合作伙伴。
有关更多信息,请访问官方网站:jsrpm.com

常见问题解答

1.注射成型过程以什么方式起作用?

注射成型将塑料融化成熔融形式,将其插入高压精度模具中,并冻结和固化。打开模具以删除成品零件。它被广泛应用于汽车,电子,医疗和其他领域。

2.如何定位最佳的门位置?

最好的门位置必须在熔体流量平衡,收缩,外观质量和排气效率之间找到妥协。通常在最大壁厚或远离钥匙组件表面的距离下选择,并补充了模具流量分析和优化。

3.降低角度差的后果是什么?

降塑角度不足将导致产品粘住,表面损伤,尺寸偏差和维修成本增加。 JS可以通过精确模具设计优化完全消除此类缺陷。

4.注射压力不足的迹象是什么?

注入压力不足会导致产品,粗糙的表面和高度可见的焊接线不完全填充,这将降低注入模压零件的强度和外观质量。

资源

热塑性

注入成型

液体硅橡胶的注射成型

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JS

快速原型制造专家

专门从事CNC加工,3D打印,氨基甲酸酯铸造,快速工具,注塑成型,金属铸造,钣金和挤出。

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