哪种塑料制造工艺适合我？

塑料是一类用途广泛的制造材料——有些柔软且有弹性；其他的则坚硬且耐冲击。这种广泛的物理特性保证，无论应用如何，塑料零件的制造通常都具有时间和成本效益。

无论最终用途如何——无论是用于创建创新扶手椅设计、电动工具组件还是假肢——设计师和工程师都必须知道如何根据他们的需求选择正确的制造工艺。

塑料制品制造的种类

鉴于塑料具有不同的形状、尺寸、耐用性和颜色，因此有一系列制造工艺可以生产塑料部件也就不足为奇了。以下是一些最常见的简要说明。

3D 打印

此过程使用 CAD 设计和模型创建 3D 零件，方法是一次添加一层生产材料，直到零件完全成型。 3D 打印的主要优势在于，与其他制造工艺相比，它的设计限制要少得多，这使其成为制造具有复杂几何形状的零件的一种特别经济的方法。

例如，与 CNC 加工不同，工程师可能需要考虑铣头如何到达狭窄点，以及在零件几何形状中创建精细细节所需的工具尺寸，3D 打印允许复杂的设计特征——例如弯曲的内部通道 - 无需工具即可创建。

添加剂能够进行复杂的设计，这些设计很难或不可能通过其他制造工艺有效地制造。它还允许将零件创建为一个实体部件，而不是作为随后组装的多个组件。

数控加工

这个过程涉及使用计算机控制的切削工具，如铣床、车床和钻头，同时旋转来制造塑料零件。

与增材制造工艺不同，CNC 加工是一种减材工艺，这意味着材料逐渐从块中去除，最终将成为成品零件，称为工件。 CNC加工有两大类：铣削，使用旋转工具和固定工件；和车床，使用固定工具和旋转零件。

CNC 加工可以成为制造难以成型或需要严格公差的零件的有效替代方法，使该方法成为原型制作和制造某些最终用途产品（包括衬套和齿轮）的理想选择。然而，在使用加工工艺时，零件的复杂性会迅速增加每个零件的成本，并且某些几何形状（例如弯曲的内部通道）即使不是不可能也很难使用减材制造来创建。

注塑成型

顾名思义，这个过程包括将加压的熔融热塑性材料注入硬化钢或铝模具中。这些几何形状可能很复杂的模具会产生具有严格公差、迭代精度和高质量表面光洁度的零件——所有这些都使注塑成型成为大批量生产运行的有效工艺。

虽然注塑成型的工具和开始运行成本很高——制造模具可能成本高昂并且需要几个月的时间——但没有其他塑料产品制造工艺能够与它们快速生产大批量生产的能力相媲美，从而大大降低了成本每部分。

挤压成型

挤出成型工艺类似于注塑成型，因为它需要熔化的塑料来制造零件。然而，挤出系统不是将熔融材料注入模具，而是迫使塑料通过模具，使塑料具有固定的形状。

塑料管、吸管、排水沟、门框、软管和其他对称部件可以使用挤出系统高效制造。由于形状更简单，挤压制造的零件通常具有较低的生产和加工成本。

聚氨酯铸件

聚氨酯铸造​​过程涉及从最终零件设计的主图案创建硅胶模具。模具设置好并移除主图案后，该模具就可以用于生产零件的单个副本，具有很高的精度和精度，以及良好的表面光洁度。

铸造聚氨酯硅胶模具不如用于注塑成型的硬质模具耐用，但它们的制造速度更快，成本效益更高。这使得聚氨酯铸件成为周转时间紧迫的中小批量生产的理想选择。

真空成型

真空成型使用真空将加热的可延展塑料片推过单面模具。该工艺通常与高抗冲聚苯乙烯板等热塑性塑料一起使用，用于制造各种形状的耐用产品，包括保护性覆盖物、路牌以及对味道或气味敏感的产品的包装。

滚塑成型

滚塑工艺涉及在模具加热和冷却时旋转填充粉末树脂的中空模具，从而确保壁均匀涂覆并且没有下垂或变形。这是制造高度稳定且壁厚均匀的零件的有效方法，例如塑料罐和容器，通常不需要额外的表面处理。

制造塑料零件时要考虑的因素

由于可用的制造工艺范围广泛，因此选择最适合零件的制造工艺非常重要。以下是一些需要牢记的注意事项。

材质

零件应用是选择可行材料时的首要考虑因素，确定相关零件最有利的物理特性有助于缩小材料选择范围。

但是，重要的是要注意某些材料最适合特定的制造工艺。例如，弹性、低硬度聚氨酯部件很容易用聚氨酯铸件生产，但在 3D 打印方面却极难使用。在某些情况下，甚至可以通过战略性地选择制造方法来改善所需的材料特性。

表格

严格的公差要求、独特的内部特征或高度的几何复杂性等因素将有助于确定哪些制造工艺最经济、最有效。如果零件需要特定工艺，则可能需要对制造设计 (DFM) 进行修订，以优化生产的成本效益。

交货时间

最终产品的最后期限将有助于确定最佳制造方法，因为生产时间可能因流程而异。根据零件和机器的不同，一些 3D 打印机可以在几个小时内生产出完整的、可行的零件。另一方面，虽然实际的注塑成型过程非常快——在许多情况下能够实现不到一分钟的循环时间——但模具的加工可能需要几个月的时间才能完成，这会延长生产计划。

数量和成本

要记住的最后一个主要因素是所需的生产量。注塑成型系统需要高昂的前期成本，这往往使它们对于大批量生产来说是经济的，但对于原型制作来说成本效率低下。其他工艺，如 CNC 加工，初始成本较低，但每个零件的成本很容易增加，具体取决于所涉及的手工劳动量。在产量和成本效益之间找到适当的平衡是关键。

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可用的各种塑料制造工艺说明了塑料的多功能性。任何给定零件的正确工艺将取决于许多因素，包括零件的应用、设计、生产量和交货时间。

在 Fast Radius，我们与客户密切合作，以确保他们的零件采用最有效和最高效的制造工艺制造。如果您对我们的工作方式有任何疑问，或者您已准备好开始生产，请立即联系我们。

了解更多关于塑料制造和我们在资源中心提供的其他服务的信息。在那里，您还可以了解可用的不同类型的塑料，从坚固、生物相容的多用途聚氨酯到橡胶和柔韧的弹性聚氨酯等等。

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