塑膠是產(chǎn)品CMF設(shè)計(jì)中最常用的材料之一,本身材料種類(lèi)非常多,其對(duì)應(yīng)的成型工藝也很多,包括注塑、熱塑、吹塑、滾塑、搪塑、滴塑、擠塑、壓塑、壓延、浸漬等。本文來(lái)做一次系統(tǒng)性的講解~
一、注塑成型(雙色|二次|嵌件等)
注塑成型工藝可細(xì)分為很多類(lèi)型。一般來(lái)說(shuō),常規(guī)普通的注塑可以實(shí)現(xiàn)基本的紋理、高光、造型等外觀效果。其他還包括很多工藝方案,前幾天筆者剛發(fā)不過(guò)一篇文章,包含雙色及多射植入技術(shù)、二次注塑(套啤包膠工藝)、嵌件注塑、納米注塑、發(fā)泡注塑、免噴涂注塑、注塑壓縮成型等,大家可以點(diǎn)擊了解詳情,這里就不過(guò)多介紹了!CMF | 超詳解讀7大注塑成型工藝,你都了解哪些?

二、熱塑成型
熱塑成型工藝也叫熱成型,指的是將熱塑性塑料的片材進(jìn)行加熱軟化,然后在壓力環(huán)境下,采用適當(dāng)?shù)哪>呋驃A具進(jìn)行加工成型的方法。熱塑成型工藝一般適用于表面淺層紋理且壁薄的產(chǎn)品,在箱包類(lèi)產(chǎn)品、玩具、汽車(chē)部件等行業(yè)中均有廣泛應(yīng)用。
圖 真空熱塑成型的旅行箱
在熱成型過(guò)程中,由于材料會(huì)先受熱膨脹,再冷卻收縮,收縮率最高高達(dá)2%,所以設(shè)計(jì)時(shí)通常推薦要有2°的吃水角,以保證產(chǎn)品質(zhì)量的成品率。另外,由于生產(chǎn)過(guò)程中材料延伸時(shí)溫度會(huì)很高,高溫會(huì)造成材料的起伏和不規(guī)則的表面。因此,設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免尖銳的角和三面角,不然將導(dǎo)致邊角太薄而影響受力的均勻性。
常見(jiàn)的熱塑成型可分為:真空熱塑成型、壓力熱塑成型、雙片材熱成型。
1. 真空熱塑成型
真空熱塑成型是指將一片熱塑料吹入氣室中,然后吸到工具的表面上,在壓力過(guò)程成形中,熱的軟化片材被壓入模具中。這種工藝可以在較大的氣壓下模制出復(fù)雜的細(xì)節(jié),包括表面紋理。對(duì)于相對(duì)體積小的物件,該工藝能夠生產(chǎn)處類(lèi)似于注塑的效果。
2. 壓力熱塑成型
壓力熱塑成型是指將受熱軟化的塑料片壓入模具中的成型工藝。這種工藝可以塑復(fù)雜的表面紋理和細(xì)節(jié),比真空熱塑成形的精確要高,表面光潔度更好。壓力成型可分為:正壓成型和負(fù)壓成型,其中的負(fù)壓成型就是行業(yè)界俗稱(chēng)的吸塑成型工藝。
3. 雙片材熱成型
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是將兩塑料片材進(jìn)行熱成型粘合在一起的工藝。價(jià)格方面比常規(guī)的熱成型工藝更昂貴。較典型雙片材熱成型案例就是大家所熟悉的氣泡塑料包裝布,以及氣墊鞋底。

圖 雙片熱成型工藝
三、吹塑成型
吹塑成型工藝是塑料加工應(yīng)用非常廣泛的工藝之一,通常用于大規(guī)模生產(chǎn)的中空包裝容器,例如各類(lèi)塑料瓶等。
吹塑成型主要工序包括:塑料加熱→壓縮空氣進(jìn)入塑料型胚→貼模成型→冷卻→脫模。

吹塑的分類(lèi):根據(jù)型坯制作方法可分為擠出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑、多層吹塑。
1. 擠出吹塑
基本流程:擠出吹塑工藝首先擠出型坯,型坯達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度時(shí),夾住型坯定位后的合模。然后壓縮空氣進(jìn)入型坯進(jìn)行吹脹,使型坯緊貼模具的型腔形成制品,制品在模具內(nèi)冷卻定型。開(kāi)模脫出制品,對(duì)制品進(jìn)行修邊、整飾,實(shí)現(xiàn)上述工藝過(guò)程有多種方式和類(lèi)型,并可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行。
主要優(yōu)點(diǎn):擠出吹塑設(shè)備和運(yùn)行成本較低,可用于生產(chǎn)各種形狀甚至復(fù)雜的產(chǎn)品,材料的選擇也很廣泛,其容器可以做整體處理,并且實(shí)現(xiàn)多個(gè)分層效果。擠出吹塑工藝主要應(yīng)用:醫(yī)療、化工、消費(fèi)品行業(yè)容器(瓶,快消品包裝)。
2. 注射吹塑
基本流程:首先注射機(jī)將熔融塑料注入注射模內(nèi)形成管坯,管坯在周壁帶有微孔的空心凸模上成形,接著趁熱移至吹塑模內(nèi),然后合模并從芯棒的管道內(nèi)導(dǎo)人壓縮空氣,使型坯吹脹并貼于模具的型腔壁上,最后經(jīng)保壓、冷卻定型后放出壓縮空氣并開(kāi)模取出塑件。
注射吹塑的主要優(yōu)點(diǎn)是比擠出吹塑更為精確,可以用于生產(chǎn)產(chǎn)品尺寸要求非常準(zhǔn)確的容器。例如精確度更高的包裝。
3. 拉伸吹塑
這種是做水杯及食品化妝品等包裝產(chǎn)品的常用工藝之一。主要工序包括:采用擠出法或注射法制作型坯,將型坯處理到塑料適宜的拉伸溫度,通過(guò)內(nèi)外部的機(jī)械力作用而進(jìn)行縱向拉伸,經(jīng)壓縮空氣吹脹進(jìn)行橫向拉伸,最后獲得制品。
優(yōu)勢(shì)在于能打造更高透明性的產(chǎn)品,并且在機(jī)械性能、物理性能等方面進(jìn)行提升。
圖 拉伸吹塑成型工藝產(chǎn)品案例
4. 多層吹塑
多層吹塑流程與單層相似,所謂多層吹塑是利用兩臺(tái)以上的擠出機(jī),將同種或異種塑料在不同的擠出機(jī)內(nèi)熔融混煉后,在同一個(gè)機(jī)頭內(nèi)復(fù)合、擠出,然后吹塑制造多層中空容器的技術(shù)。
四、滾塑(旋轉(zhuǎn))成型
滾塑也叫旋轉(zhuǎn)成型、旋塑、旋轉(zhuǎn)模塑、旋轉(zhuǎn)鑄塑、回轉(zhuǎn)成型等。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在將塑料(液態(tài)或粉料)加入模具后,以旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)成型。在重力與加熱的雙重作用下,內(nèi)部的材料會(huì)慢慢涂布、熔融粘附于模腔的整個(gè)表面上,當(dāng)穩(wěn)定成型后,再通過(guò)冷卻來(lái)定型,最后脫模即可得到目標(biāo)形狀的產(chǎn)品。有點(diǎn)類(lèi)似石膏、陶瓷的注漿成型工藝。

由于旋轉(zhuǎn)成型一般用于中空產(chǎn)品,在對(duì)材料選擇上,需要考慮結(jié)構(gòu)支撐能力,且旋轉(zhuǎn)成型是在低壓下生產(chǎn)的,產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度低。在承重上,不同大小和造型的產(chǎn)品需要考慮不同的材料去對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行支撐。最好是在模具設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)合適的筋來(lái)克服承重問(wèn)題。
圖 滾塑工藝流程
滾塑適用于小批量生產(chǎn),適合制作大型中空部件,模具成本低,經(jīng)濟(jì)環(huán)保,可生產(chǎn)全封閉產(chǎn)品。主要應(yīng)用于交通工具、電子、食品、醫(yī)療等行業(yè)廣泛應(yīng)用,比如:化學(xué)品容器、水箱、汽車(chē)靠背、汽車(chē)扶手、汽車(chē)油箱、汽車(chē)擋泥板、家具、椅子、交通錐、河海浮標(biāo)、娛樂(lè)艇、浮球、洋娃娃等。
圖 滾塑成型工藝制成的皮劃艇
圖 燃油箱
五、搪塑(涂凝)成型
搪塑成型也叫涂凝成型。主要材料有PVC、TPU、TPO。搪塑成型是指將塑性溶膠傾倒入預(yù)先加熱至一定溫度的模具(凹模或陰模)中,塑性溶膠接觸到被整體加熱的模腔內(nèi)壁而受熱膠凝,然后將沒(méi)有膠凝的塑性溶膠倒出,并將附在模腔內(nèi)壁上的糊塑料進(jìn)行熱處理(烘熔),再經(jīng)冷卻即可從模具中取出的成型工藝。
圖 帶皮紋的搪塑模具(鎳殼)
搪塑工藝比真空成型工藝和真空復(fù)合工藝在表面圖紋的效果上更為均勻、清晰、美觀,并且表皮具有不開(kāi)裂、不變形及耐熱性優(yōu)異等特點(diǎn)。
搪塑工藝主要應(yīng)用于手感、視覺(jué)效果要求高的產(chǎn)品,如高檔車(chē)儀表板和玩具等,例如汽車(chē)的中控臺(tái)、駕駛方向盤(pán)等。
圖 采用搪塑成型工藝制成的汽車(chē)中控臺(tái)和方向盤(pán)。
六、滴塑(滴膠)成型
滴塑又稱(chēng)為微量射出、滴膠。滴塑指的是通過(guò)壓縮空氣把液態(tài)的材料(如PVC、SILICONE)注射到模具中,再用高溫烤熟后脫模的成型工藝,工序流程大體包括:開(kāi)模具→調(diào)色→滴膠→高溫凝固→取件。優(yōu)勢(shì)則在于可以將不同顏色、不同材料進(jìn)行結(jié)合,形成豐富的外觀效果,但加工精度較低。

水晶膠是目前常用于滴塑的一種。水晶膠由A、B膠組合,分彈性水晶膠和硬性水晶膠,它是使印刷品表面(也可以是其它被滴塑物表面))獲得水晶般凸起的效果的加工工藝,人們的叫法多種多樣,比如:滴塑商標(biāo),水晶滴塑,滴塑標(biāo),滴塑標(biāo)牌等。滴塑工藝主要應(yīng)用于:商標(biāo)銘牌、卡片、日用五金產(chǎn)品、旅游紀(jì)念證章、精美工藝品及高級(jí)本冊(cè)封面等的裝飾上。
圖 滴膠產(chǎn)品
七、擠塑(擠出)成型
擠塑成型也叫擠出成型(金屬行業(yè)、陶瓷行業(yè)也有擠出成型),指的是利用轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿,將被加熱熔融的熱塑性原料,從具有所需截面形狀的機(jī)頭擠出,然后由定型器定型,再通過(guò)冷卻器使其冷硬固化,成為所需截面的產(chǎn)品。具有成形速度快、工效高、成本低等特點(diǎn)。

圖 擠塑成型原理
擠塑工藝主要適合熱塑性塑料的成型,也適合部分流動(dòng)性較好的熱固性和增強(qiáng)塑料的成型。工藝流程主要包括:塑化→擠塑成型→冷卻定型→牽引→卷曲→切割。一般用來(lái)做管狀、筒狀、棒狀、片狀等產(chǎn)品,如塑料水管、門(mén)板、塑料膜材和型材等等。
八、壓塑(壓制)成型
壓塑成型也被稱(chēng)壓制成型、模壓成型、壓縮成型等,指的是將塑料加熱后施壓進(jìn)入預(yù)熱后的模具中的成型的工藝。該方法可以將橡膠和塑料等材料制成需要的形狀,模具更便宜,特別是橡膠模具。壓塑通常用于制造較大的平坦工件或適度彎曲的部件。當(dāng)然如果經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)后,也可以生產(chǎn)彎曲度高的產(chǎn)品,如頭盔等。

壓塑成型生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量主要取決于材料質(zhì)量,材料選擇范圍較大。與熱塑性塑料相比,熱固性塑料材料具有許多有利的性質(zhì)。熱固型塑料可以用玻璃纖維、滑石、棉纖維或木粉進(jìn)行填充以改變熱固性材料的強(qiáng)度,耐久性,抗開(kāi)裂性,介電性和絕緣性等性能,從而提升熱固型塑料的品質(zhì)。但缺點(diǎn)是存在生產(chǎn)過(guò)程中的廢料問(wèn)題。
圖 塑料壓塑成型的頭盔
從材料的特性來(lái)看,壓塑成型工藝主要包括:橡膠壓塑成型CMR、塑料壓塑成型CMP。這兩種工藝在生產(chǎn)流程上有一定的區(qū)別。
- 橡膠壓塑成型CMR流程:定量塊狀橡膠材料→去除橡膠內(nèi)雜質(zhì)→放入模具→加熱模具→模具閉合→逐加壓→材料貼合模具→橡膠固化成型→脫模取件→修邊打磨加工。
- 塑料壓塑成型CMP流程:熱固性塑料小塊或粉末預(yù)熱測(cè)試→加入模具→模具閉合→模溫升溫固化→冷卻脫模→零件推出。
九、壓延成型
壓延成型是熱塑性塑料(橡膠)的主要成型方法。它是將已熔融塑化的熱塑性塑料通過(guò)兩個(gè)以上平行旋轉(zhuǎn)的輥筒,熔體在輥筒間隙中擠壓延展及拉伸成型,屬于連續(xù)成型工藝,適合大批量生產(chǎn),且操作方便,易自動(dòng)化,產(chǎn)品質(zhì)量均勻致密。它與擠出成型、注塑成型一起稱(chēng)為熱塑性塑料的三大成型方法。

壓延成型是生產(chǎn)塑料薄膜和片材的主要方法。壓延還可以用來(lái)整飾表面,使片材表面增加光滑程度(光澤),或者故意使表面具有一定的粗糙程度或增加圖紋效果。多用于生產(chǎn)PVC軟質(zhì)薄膜、薄板、片材、人造革、壁紙、地板革等。
圖 PVC軟質(zhì)薄膜雨傘和PVC軟質(zhì)薄膜旅館建筑
十、浸漬成型
浸漬成型也叫浸漬模塑,是熱塑性塑料的一種成型方法,把加熱到一定溫度的模具浸漬在配好的PVC糊料中,使模具表面形成一層PVC糊樹(shù)脂層,再加熱塑化成型。
圖 浸漬成型工藝制作的勞保手套
浸漬成型主要材料是聚氯乙烯(PVC),也可以使用其它材料,比如尼龍,硅樹(shù)脂,膠乳和聚氨酯等,但這些材料僅用于專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的應(yīng)用。浸漬模塑工藝流程主要包括:預(yù)熱→浸塑→加熱塑化→冷卻。