快速注塑成型技術(shù)幫助企業(yè)以低成本、高精度原型和小批量的方法快速生產(chǎn)塑料零部件?？焖僮⑺艹尚团c常規(guī)注塑成型類似，但兩者仍存在不同之處，這也使適用于快速成型的部件的設(shè)計與常規(guī)注塑略有不同。
這一技術(shù)常用于生產(chǎn)醫(yī)療市場的部件樣本，如設(shè)備外殼，心臟監(jiān)測儀組件，以及養(yǎng)老院的一部分自動化應(yīng)急系統(tǒng)。一般來說，塑料注塑使用的樹脂是顆粒狀的，將樹脂顆粒加載到注塑機(jī)的進(jìn)料斗中。借助螺桿（或柱塞）的推力，將機(jī)器里被加熱料筒熔融的材料，注射入閉合好的模腔內(nèi)。材料冷卻后凝固，然后機(jī)器在合模線部位打開模具，取得定型后的制品。
采用三維動態(tài)模擬3D CAD可以使設(shè)計和模具制造自動化，相比常規(guī)方法，這通?？晒?jié)省三分之一的初次交貨期。當(dāng)然，依據(jù)生產(chǎn)的部件數(shù)量的不同，成本節(jié)約的比例也不同，但在部件產(chǎn)量數(shù)量以千計時，快速注塑成型的確具有可觀的成本優(yōu)勢。常見的快速成型技術(shù)包括兩種：絲狀材料選擇性熔覆快速原型工藝，簡稱FDM，是一種不以激光作為成型能源、而將各種絲材加熱溶化的成型方法。立體平板印刷設(shè)備，簡稱SLA，是采用立體雕刻原理的一種工藝，簡稱SLA，也是最早出現(xiàn)的、技術(shù)最成熟和應(yīng)用最廣泛的快速原型技術(shù)。
快速注塑成型介于快速原型和常規(guī)注射成型之間。因此，它支持快速原型技術(shù)，橋模（通常指的是可直接進(jìn)行注塑生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂模具）和小批量的生產(chǎn)。FDM成型和SLA成型能方便的用于測試部件的形狀和尺寸，但并不適合于測試真實注塑成型部件?？焖僮⑺艹尚筒粌H快，其較低的成本效益也足以補(bǔ)償最初設(shè)計出現(xiàn)失誤這類問題發(fā)生時的費(fèi)用。
在生產(chǎn)工具準(zhǔn)備就緒前，通常需要等待三至四個月的時間，期間，需要生產(chǎn)一些產(chǎn)品投入市場進(jìn)行性能的測試，快速注塑成型技術(shù)對于試制生產(chǎn)100件、1000件、10，000件產(chǎn)品十分有用。當(dāng)產(chǎn)量不適合采用不銹鋼模具時，可采用快速成型生產(chǎn)零件。在這種情況下， 多腔室鋁模具是一種較為經(jīng)濟(jì)的選擇。
在注塑模具內(nèi)
快速注塑模具使用3軸CNCs鋁模具代替?zhèn)鹘y(tǒng)上采用的較昂貴的鋼模具。模具包括模具定模（a-side）側(cè)和動模（b-side）側(cè)，定模安裝在注射機(jī)的固定板上，樹脂通過注入口和澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，最后低達(dá)流道。這樣就把樹脂引向澆口，也就是塑料進(jìn)入模腔的位置。動模（b-side）安裝在注射機(jī)的移動模板，包括模具頂針。設(shè)計模具時，為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模時盡可能留在B側(cè)。
左邊破損的部件和右邊熔合縫有缺陷的部件，多半源自快速注塑成型對設(shè)計上的疏忽。模具還應(yīng)具有“側(cè)向分型”機(jī)構(gòu)，由于制品的特殊要求，其某些部位的脫模方向與注射機(jī)的開模方向不一致 o需進(jìn)行側(cè)向分型與抽芯方可順利頂出制口。側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)有兩種：行位和斜頂。一般側(cè)向分型是一個允許成型部件咬邊的滑動凸輪裝置，咬邊必須連接或在模具分型線之上，位于部件的外側(cè)，并與分型線位于同一水平面。在注塑加工中凸輪固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，在成品出來前以不影響加工的方式滑動?？焖僮⑺艹尚椭忻總€部件最多可達(dá)四個側(cè)向分型，最后，當(dāng)模具閉合時，模芯可能是進(jìn)入對面模腔的模具的任何一側(cè)的任意一個突出的部分。模芯與模腔之間的空隙決定了部件的幾何形狀與尺寸。
設(shè)計因素
使用鋁模具對部件的設(shè)計有一定的影響。舉例來說，它難以保持長刀具的銑削精度，所以最好避免用于峭面附近有細(xì)微構(gòu)造的部件。一般認(rèn)為，銑刀的圓柱形狀容易以彎曲半徑的形狀而不是尖銳邊緣的方式切割部件角落。
此外，不用這種技術(shù)生產(chǎn)有深而薄的加強(qiáng)筋的部件，也是十分明智的，因為它們需要銑削工具進(jìn)行清除。一般，工具的最大長度為直徑的8至12倍。請注意，深而細(xì)的加強(qiáng)筋需要更長的銑削時間，同時也增加了拋光的難度。為了防止難看的凹痕，加強(qiáng)筋厚度應(yīng)不超過相鄰壁厚的60％?？焖僮⑺艹尚筒贿m合同步成型嵌入或包覆成型。
成型高質(zhì)量部件的一個設(shè)計要點是維持恒定的壁厚，否則，零件往往容易凹或翹曲。另外，一個很好的辦法是消除厚壁。相比無芯部件，這些部件模塑質(zhì)量更好，其強(qiáng)度也更好更一致，使用的材料也更少。但有些也是需要避免的，如陡面，因為它們象陡角一樣，會產(chǎn)生模內(nèi)應(yīng)力以及操作應(yīng)力的集中。壁厚的螺絲柱也不允許，因為這可能導(dǎo)致部件內(nèi)部的縫隙。
值得一提的是，設(shè)計時要盡量讓斜坡或脫模斜度垂直，這樣可增加銑削的深度。此外，銑削深壁時，脫模斜度有助于減少切削顫振和外觀缺陷，這樣會減少成型成本。盡可能采用1度以上的脫模斜度，如若為芯腔設(shè)計，則需使用2度以上的脫模斜度。一個既定的經(jīng)驗法則是深度每增加一英寸，脫模斜度的度數(shù)就增加一度，所以深度為三英寸的部件脫模斜度為3度。按照這一準(zhǔn)則，無需頂出導(dǎo)梢，就能讓部件很輕易的脫離型芯并輕松排出。此外，脫模斜度只適用于芯腔設(shè)計，但不適用于有加強(qiáng)筋的設(shè)計部件。這樣做可以避免造成厚壁，使模具容易銑削，部件拋光效果更好。最后，表面紋理較淡的部件至少需要3度的脫模斜度，中等紋理則至少需要5度。
關(guān)于著色，樹脂供應(yīng)商提供的顏色一般包括：白色，米色，黑色和黃色。半定制顏色無需額外收費(fèi)，可將色母粒添加至天然樹脂內(nèi)。然而，這些顏色可能無法與色通卡上的顏色完全匹配，可能在部件上形成條紋或旋渦狀圖案。要想得到確定的自定義顏色，客戶應(yīng)與顏料" target="_blank">顏料供應(yīng)商合作，多種樹脂添加劑和填料，如玻璃纖維，碳纖維以及滑石粉，均可增強(qiáng)復(fù)合材料的性能，使部件自潤滑，減少翹曲和收縮，并提供其他有用的性能。
厚壁部件可能存在如翹曲等問題，改變澆口的尺寸和位置有可能解決這一問題，同時不影響部件的性能。
采用快速注塑成型
快速注塑成型部件在醫(yī)療設(shè)備上的一個例子是位于明尼蘇達(dá)州的美國TeleCare公司，生產(chǎn)一種名為inLife的音頻設(shè)備，方便患者在家里對自己的脈搏，體重，血壓和血糖水平進(jìn)行檢測。該系統(tǒng)還能以數(shù)據(jù)圖的形式記錄每組數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)然后通過電話線傳送到服務(wù)器，再上傳到病人的記錄里，方便醫(yī)師審查。在開發(fā)這個設(shè)備過程中，該公司存在的問題是，部件生產(chǎn)速度太慢，最后，他們采用了快速注塑成型。
但是，快速注塑成型技術(shù)現(xiàn)在也面臨一些挑戰(zhàn)，今年九月，美國PTI工程塑料公司宣布已經(jīng)推出一項創(chuàng)新和私有技術(shù)可創(chuàng)建現(xiàn)成的生產(chǎn)與加工的原型，具有足夠的成型持久力并支持大量生產(chǎn)。這一新技術(shù)商品名稱P3 process(PTI Production Prototype)，可替代快速注塑成型和快速原型。特別是它允許使用相同的工具用于原型和一系列生產(chǎn)，適合非常詳細(xì)，高成型性的產(chǎn)品和組件。其中一個主要的優(yōu)勢在于縮短開發(fā)時間和降低成本，這一技術(shù)也令快速成型技術(shù)未來的走勢變得多樣化。
您是第位訪客
