12种塑料制造方法及使用时间

塑料制造对大多数行业来说都是必不可少的。从聚苯乙烯食品包装到由工程级 PEEK 制成的工业部件，塑料制造对我们所知的生活做出了巨大贡献。如果没有制造塑料零件的能力，我们就需要开发全新的生产系统。

但是塑料制造包括许多不同的方法。注塑成型、塑料挤出和 FDM 3D 打印都是塑料制造方法，除此之外还有很多。这些不同的塑料制造方法适合不同的塑料部件，在它们之间进行选择并不总是那么简单。预算、零件设计和材料只是选择塑料制造方法的部分因素。

本文着眼于 12 种不同的塑料制造方法，解释了它们的基本过程以及它们为何有用。对于每种塑料制造方法，我们将举例说明如何将其用于制造最终用途零件。

1.注塑成型

注塑成型是最常见的塑料制造工艺。可加工热塑性和热固性聚合物。

这种快速塑料制造方法的工作原理是加热塑料颗粒直至它们熔化，然后使用往复式螺杆将熔化的塑料压入金属模具中。熔融材料冷却、固化并呈现模腔的形状。然后将实心零件从模具中顶出。

注塑成型适用于种类繁多的材料和零件。零件必须具有薄而一致的壁，否则可以呈现各种形状和尺寸。

注塑件示例：一次性食品托盘、汽车仪表板、乐高积木

2。吹塑

吹塑是一种塑料成型工艺，其应用不如注塑成型广泛。它具有三种不同的变体：挤出吹塑、注射吹塑和注射拉伸吹塑。

这种塑料制造工艺使用模具和称为型坯的熔融热塑性管（而不是完全熔化的颗粒）进行工作。加压空气进入型坯，使塑料膨胀并接触模具内壁，最终呈现出模腔的形状。

吹塑适用于塑料水瓶等中空塑料件，最常见的材料是HDPE。

吹塑部件示例：瓶子、圆桶、油箱

3.滚塑成型

滚塑成型是另一种塑料成型工艺——它使用高温和低压来形成塑料零件。它通过旋转模具来移动内部的塑料材料。

在滚塑成型过程中，将粉末塑料放入模具中，该模具被加热并围绕两个（或更多）轴旋转。这种旋转确保熔融塑料覆盖整个模具内部并呈现型腔的形状。

滚塑成型的优点包括更简单的工具、一致的壁厚和坚固的外角。但是这个过程可能很慢，因为整个模具在零件顶出之前需要冷却。

滚塑零件示例：垃圾箱、储罐、玩具

4.真空铸造

真空铸造是一种塑料制造工艺，通常用于小批量的彩色原型。它使用硅胶模具制造聚氨酯塑料部件。

在这个塑料制造过程中，操作员将聚氨酯浇注树脂倒入硅胶模具中；然后真空去除气穴和气泡，从而产生异常光滑的成品部件。然后将聚氨酯部件在烘箱中固化。

真空铸造是一种流行的塑料制造工艺，适用于原型展示柜等部分透明部件。

真空铸件示例：电子外壳和外壳、各种展示原型

5.塑料加工

塑料加工是一种非常流行的塑料制造工艺。它包括CNC铣削、CNC车削和其他相关工艺。

尽管不同的机器以不同的方式工作，但塑料加工通常需要使用手动或计算机控制的切削工具从塑料工件上切下部分。加工精度高，适用于多种塑料，在制造厚壁零件方面优于模制。

塑料加工还可用于为使用挤压等其他技术制造的零件添加细节。

加工零件示例：各种工业零件、治具和固定装置、汽车照明

6.熔融沉积建模

熔融沉积成型 (FDM) 是塑料制造中最常见的 3D 打印工艺。它适用于 ABS 和 PLA 等常见热塑性塑料，以及 PEEK 等先进材料。

FDM 的工作原理是加热挤出的热塑性长丝，然后根据计算机指令从移动的喷嘴（连接到打印头）以精确的形状将其沉积。零件的 2D 切片逐层打印，直到构建完整的 3D 对象。

在小批量时，FDM 非常快速且具有成本效益，并且可以生产各种形状，包括具有复杂内部几何形状的形状。但是，它不会产生特别坚固的零件。

FDM 零件示例：各种原型、备件和维修、复合工业零件

7.立体光刻

立体光固化成型 (SLA) 是一种不同形式的塑料 3D 打印，它使用光聚合树脂而不是热塑性聚合物。

它的工作原理是使用激光等光源选择性地固化光聚合树脂。 （数字光处理，一种相关技术，使用投影仪代替。）随着打印床在树脂桶中移动，零件逐层打印。

SLA 生产易碎但异常光滑的零件，这些零件也可以是透明的。它通常用于原型制作，但也用于珠宝牙科。

示例 SLA 零件：展示原型、牙齿矫正器、用于铸造的珠宝图案

8.选择性激光烧结

选择性激光烧结 (SLS) 是一种塑料制造工艺，也是 3D 打印的另一种形式。主要用于制作尼龙零件。

SLS 是一种粉末床熔融工艺。它的工作原理是使用激光选择性地在塑料粉末中烧结二维形状，一层一层地，构建一个完整的塑料零件。它与选择性激光熔化 (SLM) 的金属增材制造工艺大体相似。与其他塑料 3D 打印方法相比的一个优势是它不需要支撑结构。

与 FDM 或 SLA 相比，SLS 被认为是一种工业增材制造工艺，在汽车行业很受欢迎。

SLS 零件示例：工具、汽车硬件、电气连接器

9.塑料挤出

不要与挤压 3D 打印混淆，塑料挤压是迫使塑料通过模具以制造具有一致轮廓的细长塑料部件的过程。

这种大批量塑料制造工艺的工作原理是在桶中加热塑料，然后使用往复式螺杆将其强制进入模具，使其具有连续轮廓的最终形状。由此产生的塑料挤出物在冷却时会变硬。

常见的塑料挤出材料包括聚乙烯、聚丙烯、乙缩醛和尼龙。该工艺还具有吹膜挤出和管材挤出等变体。

挤压部件示例：管道、管材、窗框

10.塑料拉挤成型

塑料拉挤成型是塑料挤出的一种变体，其中材料被拉过模具而不是推动。

拉挤成型的塑料制造技术适用于纤维增强塑料。在此过程中，一卷增强纤维被拉过塑料树脂槽，浸渍纤维，然后通过加热模具，使纤维增强树脂具有定制的轮廓。

几种塑料树脂适用于拉挤成型，包括聚酯、聚氨酯和环氧树脂。玻璃纤维是最常见的增强材料。

拉挤部件示例：加强筋、滑雪杖、各种加固结构部件

11.塑料焊接

焊接主要与金属相关，但塑料焊接是一种有用的塑料制造工艺，用于连接不适合胶合或其他组装方法的热塑性部件。

塑料焊接工艺有大量的变体，包括热气焊接、快速尖端焊接和接触焊接。大多数变体涉及准备塑料表面，施加热量和压力，然后冷却。

各种塑料焊接方法可分为热焊接、机械焊接和电磁焊接。

焊接部件示例：外壳、手机部件、医疗设备

12.热成型

热成型是一种类似于成型但使用温和加热的塑料片而不是完全熔化的塑料的塑料制造。

塑料制造方法技术需要烤箱和模具。在此过程中，塑料片材被加热至柔韧；然后将其拉伸到模具上（通常使用真空），然后进行修整和冷却。

热成型的用途相当广泛，既可以小规模生产，也可以大批量生产。

热成型零件示例：泡罩包装、塑料杯、盖子