薄壁注塑设计技巧和窍门

注塑成型是一种流行且用途广泛的制造工艺，它使公司能够以相对较低的单件成本进行大批量生产，而不会牺牲质量。它具有高度可重复性，能够生产出满足严格机械和尺寸要求的坚固部件。

当企业需要生产薄壁塑料零件时，例如某些汽车零件或手机壳，他们可以转向薄壁注塑成型。但是，在设计薄壁产品时需要特别小心，因为薄壁注塑成型会带来新的挑战。在本文中，我们将介绍薄壁注塑成型的基础知识、其常见应用以及一些注塑成型设计技巧，以便您从正确的角度开始您的旅程。

什么是薄壁注塑成型？

薄壁注塑成型是一种特殊的注塑成型形式，它使制造商能够在不牺牲结构完整性的情况下制造更薄、更轻的零件。通过选择薄壁注塑而不是传统注塑，企业可以节省材料、提高生产力、降低每件成本，并减少与运输相关的燃料使用和碳排放。

由于薄壁塑料部件需要冷却的材料较少，因此循环时间要快得多，从而缩短交货时间。事实上，壁厚的显着减少有时可以将周期时间缩短一半，从而帮助公司更快地将产品送到客户手中并节省运营成本。此外，由于更薄的壁意味着更少的塑料，公司可以在材料方面节省资金，并且在容器和包装的情况下，为产品留出更多的空间。

然而，薄壁注塑成型带来了一些挑战。一方面，注入过程更复杂。您需要更高的压力和更快的成型速度来用熔融材料填充所有薄型腔，避免冻结，并确保零件按预期生产。例如，虽然可以在两秒钟内填充具有标准壁的组件，但壁薄 25% 的相同零件可能需要在一秒钟内填充。此外，您可能需要采取额外的步骤并仔细设计浇口以简化零件弹出。

薄壁注塑成型在制造业中的常见用途

在塑料包装方面，制造商经常转向薄壁注塑成型，因为它可用于制造从食品安全包装到医疗器械包装的所有产品。薄壁注塑成型的其他常见用途包括手机组件、塑料盖和容器、电子外壳、注射器和医疗设备组件。甚至汽车、建筑、电器和航空航天工业也使用薄壁注塑成型来进行零部件组装。

薄壁注塑成型设计技巧和窍门

薄壁通常会导致材料流动问题，从而导致未成型区域。与薄壁相关的其他常见问题包括冷却不均匀、翘曲、裂纹、外观纹理不一致以及弱结合线或断裂点。

为了避免这些问题并创造出最好的部分：

注意你的材料

材料选择对于注塑成型始终很重要，但在制造薄壁零件时却是必不可少的。一些材料，如聚碳酸酯 (PC)，具有粘性，使得填充薄壁模具变得困难。但是，某些热塑性塑料更容易流过模具的狭窄部分，例如高密度聚乙烯 (HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)、尼龙 (PA) 和聚丙烯 (PP)。液态硅橡胶 (LSR) 也很容易填充，但它可能会增加模具分型线出现飞边的风险。

薄壁注塑成型没有万能的材料，因此在比较材料时要考虑零件的几何形状和应用需求。另外，尽量选择高速注射时不会加速模具磨损的材料。

考虑您的模具材料

除了考虑产品的材料外，您还需要仔细考虑模具材料。虽然 P20 钢通常用于传统的注塑成型应用，但它的强度可能不足以承受与薄壁注塑成型部件相关的高压、磨损和侵蚀。相反，您需要更坚固的材料，例如 718、H-13、D-2 或其他坚韧的钢材。

需要注意的是，与 P20 制成的工具相比，由坚固材料制成的工具最终可能会多支付 30%-40% 的费用。但是，该工具提高的性能和使用寿命很容易抵消额外的成本。

具有均匀的壁厚

如果可能，请确保您的设计始终具有均匀的壁厚。这将允许均匀冷却并有助于防止翘曲、缩痕、流线和短射。为获得最佳效果，请保持壁厚至少为 0.9 毫米（0.0354 英寸）或更大。

添加肋骨或角撑板

如果您需要加强零件或增加其刚度，您可以在零件设计中加入肋条。虽然肋骨通常是它们支撑的墙壁厚度的一半，但如果您的墙壁厚度小于 1 毫米，您的肋骨可能与您的墙壁一样厚。但是，在肋条与墙壁相交的地方可能会看到缩痕和穿透。

设计不正确的肋条会导致翘曲、缩痕、空洞和破损，从而造成比其价值更多的麻烦。为避免这些问题，将加强筋设计为壁厚的 60% 或更小，保持小底半径，将加强筋隔开 3 倍壁厚，并包括 1° 或更大的拔模斜度。

如果您想在不使肋骨变厚的情况下加固薄肋骨，请添加角撑板（或交叉支撑肋骨）并遵循相同的准则。

包括半径

尖角在注塑成型中从来都不好，因为它们会导致零件在顶出过程中粘在工具上。它们还需要更大的压力来填充，如果没有足够的压力，可能会导致空隙，因此包括半径和圆润内部和外部角落和边缘是很重要的。由于在薄壁塑料注塑成型中模腔非常狭窄，因此避免尖角和边缘对于确保材料的顺畅流动和干净的脱模更为关键。

注意温度

模具温度是注塑成型过程的关键，可以极大地影响最终产品的外观和感觉。模具温度越高，注入的塑料就越容易流动，从而获得更好的表面质量。

在冷却方面，将非循环冷却线直接放置在您的型芯和型腔块中，以尽可能保持模具的表面温度一致。此外，尽量增加通过工具的冷却液流量，而不是降低冷却液温度，并确保输送冷却液和回流冷却液之间的温差小于 10° F。

小心设计大门

由于薄壁注塑成型涉及更高的注射速度和压力，浇口应大于零件的壁，以帮助最大限度地减少浇口磨损和材料剪切。这也将有助于防止或消除在实现包装之前发生冻结。如果您的浇口通过针尖、热滴或浇口连接到薄壁，您可以通过包含浇口井来减少浇口处的应力并改善填充过程。

您可能还需要增加加强筋、边缘和凸台的拔模角度，因为薄壁塑料零件的收缩最小。

使用快速半径创建薄壁零件

薄壁注塑成型不仅可以帮助公司减轻零件重量和材料消耗，还可以帮助降低成本和周期时间。但是，您需要遵循这些提示和技巧来避免材料流动问题、冷却不均匀和其他问题。

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