在注塑成型过程中，有许多参数需要严格控制，以确保生产的部件始终如一的高质量。这些包括：
- 用于创建零件的热塑性塑料。
- 过程中使用的注射压力。
- 用于塑造零件形状的工具或模具。
- 热塑性塑料的温度和工艺。
为了使最终零件达到最终规格，制造商需要在注塑成型过程中仔细控制这些参数中的每一个。
工具和模具
为组件选择合适的工具或模具是确保其满足客户要求的关键。注塑模具通常由两半组成，型芯和型腔。型腔是模具的中空部分，熔融热塑性塑料被送入模具，型芯是填充型腔以形成最终部件的固体部分。
芯和腔的设计将根据组件的最终形式和应用而改变，例如它是帽还是塞。在一个模具中，也可以有用于多个零件的型芯和型腔，因此可以在单个注塑成型周期中创建多个组件。
除了确定最终零件的形状外，该工具还会影响所用热塑性塑料的类型及其注射压力和温度。需要施加到工具的夹紧压力的大小也将根据所选模具而变化。工具的尺寸以及工具内空腔的数量和复杂性将影响所用热塑性塑料的温度和注射压力。
要为组件选择合适的工具，制造商需要考虑：
- 最终组件将如何使用，用于什么目的以及在什么类型的环境中使用。这将决定它需要具备的最终特性，从而决定使用哪种热塑性塑料和模具。
- 如果您要制作定制零件，考虑制作零件原型，或进行试运行并索取组件样品，这些都会让您确信模具和热塑性塑料的选择是正确的。测试和原型制作还将确保过程参数准确无误，从而使最终组件具有始终如一的高质量。
- 开发、构建和维护工具的成本相当高。通过创建或选择一个在每个周期创建多个组件的工具来抵消这一成本是平衡此成本的一种方法。此外，考虑部件需要生产多长时间和生产频率将有助于指导模具规格、型腔选择、周期时间和最终成本。
虽然寻找或开发合适的工具通常需要一些时间和成本投资，但它是提高流程效率和准确性的关键。选择正确的模具，以及正确的控制和参数，将缩短周期时间并提高生产效率。控制过程中的元素，例如将塑料送入工具的浇口和流道的尺寸，也将使过程尽可能高效。
此外，如果您的工具得到妥善维护、设计和制造，并且注塑成型工艺的参数准确无误，那么任何工具都应该能够在数千个工艺周期内生产零件而几乎没有故障。确保选择正确等级的钢材并在模具内放置正确的冷却通道将确保工具不会磨损或延迟成型过程。这意味着零件将始终准确且始终如一的高质量。
热塑性塑料
什么是热塑性塑料，为什么它们在注塑成型过程中很重要？
热塑性塑料是一种塑料，加热时变软，冷却时凝固。注塑成型倾向于使用热塑性塑料，加热材料，然后在高压下将其注入模具中。
显然，热塑性塑料的主要特性是它们在高温下会熔化。这种特性是这些聚合物分子结构的结果，其单体分子之间具有弱电键。这种包含分子链重复单元的结构意味着热塑性塑料易于软化、成型，甚至在必要时重新成型，因为它们的半规则图案使它们易于回收。
这些分子特性还意味着它们具有出色的电性能、低摩擦系数 (COF) 值和尺寸稳定性，这使它们成为许多功能组件的理想选择。然而，不同类型的热塑性塑料具有不同的分子结构和具体特性，因此选择正确的热塑性塑料是确保最终零件满足其使用要求的关键。
不同类型的热塑性塑料可根据其分子结构分为两大类。这些被称为无定形和半结晶聚合物。半结晶聚合物中的分子链结构规则且紧密堆积。这种“结晶”特性使这些聚合物的构造非常有条理，并且在特定温度下容易发生根本性的结构变化。相反，无定形聚合物具有更流动的分子结构。由于分子链随机排列并相互分层，这些聚合物的特性比半结晶热塑性塑料更能适应温度变化。
这些不同的分子结构赋予每种类型的热塑性塑料不同的特性。半结晶聚合物的主要特征是：
- 它们在特定的熔点下会迅速从固态变为熔融状态，因此成型这些聚合物可能是一个不稳定的过程。
- 它们紧密的分子结构意味着它们通常具有不透明的美学品质，并且很难使用粘合剂或溶剂与其他塑料或材料粘合。
它们有序的分子结构使它们结构坚固。这意味着半结晶聚合物在重量应力和反复摩擦下具有抵抗力。它们抗开裂和磨损的能力使它们成为需要重复运动或承载能力的结构应用的理想选择。
相比之下，无定形热塑性塑料的特性包括：
- 在温度变化过程中从固体到熔融塑料的软化更加缓慢，使其比半结晶聚合物更容易成型和再成型。
- 更灵活的结构意味着它们通常具有半透明的美学品质，并且可以使用粘合剂和溶剂轻松粘合到其他塑料和材料上。
- 一种杂乱无章的分子结构，使它们无法承受巨大的重量或摩擦运动，这意味着它们最适合不会承受巨大压力的结构应用。
简而言之，半结晶热塑性塑料更适用于重型功能部件，而无定形聚合物适用于需要更美观灵活或与其他材料连接的部件。这些知识有助于根据组件的必要功能立即从列表中排除某些塑料。但是，您可以进行进一步的分类以进一步缩小聚合物的选择范围。
有几种聚合物来自无定形和半结晶类别，所有这些都具有特定的特性，并且价格各不相同。在两个主要的热塑性塑料类别中，每种塑料都属于三个领域之一：
- 高性能
- 工程
- 商品
通常，高性能聚合物更昂贵，因为它们能够承受高温并在磨损条件下保持其强度和耐化学性。当您从高性能聚合物转向工程聚合物，再转向商品聚合物时，塑料的成本、耐温性和强度都会下降。
这意味着，为了为您的零件选择合适的热塑性塑料，您需要考虑最终组件的使用要求及其执行其功能所需的特性。这将帮助您确定是否需要无定形或半结晶热塑性塑料，以及这是否需要高性能、工程或商品级聚合物。
工艺参数和控制
注塑成型过程中有两个主要参数需要严格控制才能制造出准确和高质量的部件：温度和压力。
在整个过程中，需要严格控制注塑机内热塑性塑料和元件的温度。同样，施加在注塑模具上的夹紧压力和热塑性塑料的注射压力是帮助工艺顺利进行的关键。
在温度方面，需要考虑的关键控制是：
- 热塑性塑料的温度，因为一些聚合物可以承受比其他聚合物更高的温度。确保它在整个过程中处于最佳温度将有助于它处于最佳的注射材料状态，即不会太熔化或太固体。
- 容纳热塑性塑料的料筒和螺杆的温度也很重要，因为它们有助于将聚合物保持在最佳状态，为注射做好准备。机筒内的螺杆在注射过程中也会与塑料产生摩擦。需要考虑由此产生的热量以避免塑料过热。
压力是注塑成型过程中的另一个关键参数。有两种类型的压力需要严格控制：
- 夹紧压力，将工具的型芯和型腔固定在一起。这需要是正确的，这样工具在注射过程中不会打开或破裂，并确保组件在工具内正确成型。
- 注射压力，这是将热塑性塑料注射到工具中时的压力。这需要准确以确保组件正确形成。压力太小，零件无法完全成型，压力太大，可能会开始出现烧焦或翘曲。
这两个参数都需要精确控制，这样注塑成型过程才能高效运行，并在每个周期中制造出高质量的部件。