制作塑料原型的最佳指南

我们无法想象没有塑料的现代工业。现代工业级聚合物易于制造和加工。与任何一种金属相比，它们具有相当大的强度、出色的耐腐蚀性，最重要的是，重量非常轻。这就是它们在工业设计师中如此受欢迎的原因。由于这种流行，塑料原型制作技术在这几十年里一直在发展。让我们看看，他们现在能为我们提供什么。

今天的塑料原型制作

长期以来，塑料制造一直是大规模生产的领域。你必须有一个注塑模具和将塑料注入模具的机床。整个系统非常昂贵，对这种系统的设计进行任何形式的更改都是非常昂贵的。这就是为什么金属长期以来一直是第一大原型材料，尤其是在数字系统和计算机数控机器快速发展之后。然而，随着快速原型制作流程的到来，这种情况发生了变化。

快速塑料成型的发展

其中第一个是真空硅胶铸造技术，它用软模具代替了硬模具。硅胶模具更便宜，更容易制造。

接下来的变化是由完全不需要坯料或工具的创新增材制造工艺带来的。除此之外，它们还提供无与伦比的设计自由度。

最后，CNC 加工工艺使快速注塑成型成为可能。与工具钢相比，具有更好可制造性的铝可互换模具可将模具交货时间缩短多达 60%。除此之外，更换铝模的型腔比更换热处理钢要容易得多。

实施快速塑料原型制作的好处

• 塑料原型成本。 塑料材料通常具有较低的熔化温度、良好的可维护性，并且总体上易于加工。这使得塑料原型生产相当便宜。如果你的预算不多，基本上可以买一些硅胶，倒在一个主模型上（如果你愿意的话是手工制作的），等待，然后在家里铸造零件。
• 耐用性 .塑料材料具有很好的耐用性。它们具有良好的稳定性、疲劳强度和摩擦性能。但是，您应该尽量让它们远离紫外线和低温，因为一些聚合物在这种条件下会变脆。
• 可靠性 .塑料原型制作工艺得到了很好的发展。每天都有许多专业的注塑成型服务采用这种技术。如果您对最佳方法的选择和执行方式有疑问，可以随时咨询专业人士。
• 可回收性 .塑料污染成为最大生态问题的时代已经一去不复返了。现代工业塑料设计为可回收利用，其生产过程中没有任何重大有害废物。
• 交货时间 .现代快速成型工艺非常适合批量生产小批量塑料零件。在某些情况下，您可以通过从注塑服务订购在一周内获得您的原型。所有这一切都是因为塑料原型制作所需的后处理非常少。

塑料原型可以提供帮助的地方

塑料原型零件不仅用于制造厨具和家用电器。它们还有更多用途。例如，许多医疗级产品是由塑料制成的，因为一些聚合物与人体组织结合得很好，而且非常轻。透明塑料件广泛用于汽车照明。它们比玻璃更脆。许多塑料提供了良好的绝缘或隔热部件，因此如果产品有一些受热或承受高压的表面，塑料手柄和外壳可确保用户的安全。由于其良好的摩擦特性，一些聚合物被用于制造廉价而高效的轴承。

快速塑料原型制作选项的前 4 种类型

随着制造业的快速发展，铸造、3D打印、注塑成型和CNC加工。这些基于快速转动、基于 3D CAD 的原型制作工具的技术已广泛应用于塑料零件。

1.塑料原型制造的铸造技术

硅胶铸造是小批量塑料原型制造的一个很好的过程，因为它需要一个主模型（一个样品）来创建模具。您通常将主模型悬挂在空罐上。然后，您在模型中添加一些技术元素（通常也是塑料），例如注入塑料的通道、通风等。之后，将液态硅胶倒入罐中，等到它变成固体，有时在烤箱中固化。您将模具分成两半，即可生产多达 25 个塑料零件。无需资本投资

2。如何使用 3D 打印进行塑料原型制作

增材制造或通常称为 3D 打印是制造不同零件的相对创新的过程。定义 3D 打印的是质量的变化。坯料通常比最终零件大。但是，对于 AM 来说，情况完全不同。空白部分是粉末或细线。将其逐层施用于打印机的底板，并进行烧结或固化以复制零件的当前横截面。从 1980 年代的发明开始，AM 已经迈出了一大步。增材制造的精度、表面光洁度、材料选择和交货时间。

选择性激光烧结（SLS）

选择性激光烧结是用于快速塑料原型制作的众多增材制造技术中的第一个工艺。它是最通用的增材工艺类型，几乎可用于任何类型的材料。其中当然包括塑料。它们不需要大量的激光功率就可以烧结在一起，将粉末散布在底板上的主要优点是它在某种程度上可以作为悬垂元件的支撑结构。

熔融沉积建模（FDM）

FDM 是可用于制造塑料原型的最便宜和最简单的添加剂工艺。许多爱好者在家中创建 FDM 3D 打印机。 FDM 使用塑料线形式的原材料，将其液化并以零件当前横截面的形式放置在板上。悬垂结构由另一种材料支撑——一种更易碎的塑料，易于去除。总体而言，FDM 是最便宜的工艺，产生的表面光洁度和质量最差，如果美学很重要，则需要更多的后处理。

立体光刻 (SLA)

SLA 被认为是所有 3D 打印工艺之父。这也是零件质量最好的工艺。表面光洁度几乎完美，精度仅受紫外线/激光直径的限制。该工艺被广泛用于制造未来铸造的主模型和涉及美学的原型。然而，SLA 是最昂贵的工艺，因为液态聚合物非常昂贵，而且您需要将大量的聚合物倒入罐中。 SLA 的另一个问题是支持结构。它们只能使用模型材料制造，并且必须机械去除。这可能会在需要后处理的表面上留下瑕疵。

多喷头打印(MJP)

多喷头打印是塑料制成的原型的流行选择之一，因为它具有 FDM 提供的许多优点，并且缺乏 SLA 工艺的一些缺点。 MJP 的重点是将原料塑料熔化成液滴，然后从打印机的喷嘴以所需的轮廓将它们喷出。 MJP 的优势在于零件的质量与 SLA 相似，但您无需装满一整罐液态聚合物并考虑如何处理其余部分。 MJP也是上述工艺中唯一的多色工艺。

3D 打印原型的后处理

尽管在增材制造领域取得了成就，但在很多情况下，塑料部件需要某种后处理。最普遍的方法包括机械加工、抛光和化学工艺。第一种技术相当简单。您将制造的零件安装到机床中并用铣床加工它。抛光是一个熟悉的过程。它使用特殊的膏体和抛光工具来获得完美的表面光洁度。化学过程包括丙酮处理和涂层。其中第一个使用气态丙酮熔化零件表面并使其更光滑。该方法非常有效，但适用于有限数量的聚合物。涂层更通用。您基本上用油漆或其他元素覆盖零件以提高表面质量。

3。如何通过快速注塑成型创建塑料原型

快速注塑成型是传统注塑模具制造技术的一种变体。主要区别在于细节。例如，快速模具有更多的接头。模具的型腔与底座相连。因此，如果您需要修改设计，您只需移除型腔并进行更改即可，无需更改任何其他元素。这降低了准确性，但增加了灵活性。除此之外，使用铝合金代替适合数百万次迭代的硬化钢。当然，它们的耐用性较差，但它们的可制造性要好 5 倍。所有的修改都使得即使是原型也可以使用塑料注射成型。但是，建议将其用于最高质量的作品，因为该过程仍然非常昂贵。

4。使用 CNC 加工制造塑料零件时

在加工塑料和金属部件时，许多塑料原型制造商使用 CNC 加工来对塑料部件进行形状、配合和功能测试，因为它在原型制作领域具有优势。随着机械加工带来的生产级材料选择的升级，在威肯，我们使用CNC原型制作塑料原型和金属零件，让您的设计团队能够在反映组装工作的有效性的同时，密切模拟最终产品的外观和功能，并给予修改和优化设计的有效时间和空间。

快速塑料成型技术的未来

未来，大多数专业人士预测，增材制造将占据原型市场的更大份额。毕竟，它非常适合这种情况。如果进行更多开发以提高打印速度和零件质量。孔隙度也是当前的问题。正在进行大量研究以克服 3D 打印的缺陷，如果不发明另一种创新工艺，AM 很可能成为未来十年塑料原型制作的完美选择。想了解更多信息，您可以找到我们的塑料加工能力。