2021年模具制造与注塑成型五大趋势：可持续、生物塑料、复合材料、轻量化、自动化

注塑成型是历史悠久的简单有效制造工艺。首台注塑机1872年由John Wesley和Isaiah Wyatt创造，用柱塞将塑料经加热筒注入模具。

注塑行业此后缓慢发展，但1940年代二战催生大规模生产产品需求激增迎来复兴。James Watson Hendry1946年造首台挤出螺杆注塑机，给工程师更大控制权，后续诸多贡献定义了我们今天认知的注塑成型。

2020年塑料注塑遍布航空航天、包装、儿童玩具等广泛行业。虽技术存在多年，但模具制造、塑料、注塑领域持续随新技术进步、市场颠覆、社会经济因素演进。

以下是未来一年可能塑造模具制造、塑料、注塑方向的五大关键行业趋势。

1. 全球向可持续性转型

可持续性是任何制造类型的重要考量，但塑料行业因在这方面短板备受审视。1950年以来世界生产80亿吨塑料仅9%被回收——其余91%焚烧或填埋堆积。制造业单独估计占所有温室气体排放21%。

环保意识消费者崛起和更广泛文化向可持续性转变激励制造企业审视运营、思考如何减废。包括更高效运行注塑机节能、用100%再生材料造产品、制造设施实施可再生或混合动力、更留意材料浪费等。

虽可持续趋势有希望，产品团队须留意这些趋势如何影响满足关键项目要求能力。例如再生材料可能负面影响最终零件物理机械性能。

市面许多再生塑料丝有质量问题阻碍跨生产批次实现持续高质量零件。此时用原生塑料丝可能是达成清洁功能零件最佳方式。从原生塑料转向更可持续未来需时间研究，但对大多数制造企业是值得努力的事业。

受可持续性趋势启发，许多制造商探索生物塑料用于模具制造和注塑成型的益处。

生物塑料或PLA生物塑料是石油基塑料替代品，源自玉米、甘蔗、海藻、甚至虾壳等生物质。生物塑料可生物降解、碳中性、自然环境中分解为生物质、二氧化碳和水。若制造商用生物塑料造产品包装，可助推更环保市场势头、减少环境危害。

此趋势已显巨大希望。据European Bioplastics，全球生物塑料市场预计2023年跃升25%。虽PLA生物塑料环保且力学性能可比石油基聚酯，产品团队须留意材料局限。

例如，生物塑料非完全无污染，因收获、提炼、运输成本仍存，即使材料本身可再生。且生物塑料可回收性易受损。生物塑料常与不可回收聚合物结合增强强度，这些混合生物塑料特定堆肥条件下三月分解为无毒材料。但若落入传统填埋场，同等分解至少需100年。没有完美塑料，但我们期待2021年生物塑料进展。

2020年复合材料使用在汽车航空航天行业脱颖而出为主要趋势——我们预期趋势将延续。复合材料是两种或更多材料结合形成更强整体产品的异质混合物。工程师可在聚合物基体周围添加玻璃或碳纤维让材料更强。

按重量比，复合材料比钢等高性能材料更强更轻，成为许多汽车、航空航天、建筑应用理想选择。复合材料给产品团队耐用、灵活、高性价比的模具制造和注塑成型替代方案。制造商工程师应期待2021年见更多复合材料，特别是医疗军事领域获得更多牵引力时。

全线消费者制造商都想要更轻产品。汽车航空航天领域，更轻零件常转化为更好油耗或更长续航。

医疗器械制造中，用轻量材料制造关节置换和支架能显著改善患者预后。随着轻量化趋势与复合材料增加使用交织，工程师产品团队应更易将重量考量融入2021年设计计划。

自动化和软件、机器学习、高级分析在制造中增加使用是可能持续2021年的增长趋势。今年编程比往年更简单，导致更快生产周期、减少停机、更高效维护。

自动化也提供对注塑过程更多控制。制造商、工程师、产品团队若尚未利用软件推进模具制造和注塑成型，应抓住机遇。

设计师产品团队也应2021年利用模流分析保持竞争优势。模流分析用软件模拟注塑周期预测模具如何充填，设计阶段特别有用。工程师可用模流分析在原型前测试收缩、翘曲、不规则充填模式等。这智能软件也能预测模具注入加压熔融材料时反应。

技术虽昂贵，但技术经济优势远超成本。

2020年不可预测前所未有。一些制造商、工程师、产品团队可能想回归现状，但抓住上述趋势拼出的宝贵机遇能在2021年达成更好结果。自动化、轻量化、对环保制造的重新承诺必将很快震动模具制造。资深制造合作伙伴能帮产品团队让下一步成为最佳一步。

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