将定义 2021 年的 5 种模具制造、塑料和注塑成型趋势

注塑成型是一种简单有效的制造工艺，有着悠久的历史。第一台注塑机由 John Wesley 和 Isaiah Wyatt 于 1872 年创造，使用柱塞将塑料通过加热的气缸注入模具中。

注塑成型行业在最初的发展之后进展缓慢，但在 1940 年代经历了复兴，当时第二次世界大战造成了对大规模生产产品的需求激增。 James Watson Hendry 于 1946 年制造了第一台挤出螺杆注塑机，这为工程师提供了更大的控制权，并继续为行业做出了许多贡献，这些贡献定义了我们今天所认为的注塑成型。

在 2020 年，塑料注塑成型可以在从航空航天、包装到儿童玩具的各个行业中找到。尽管该技术已经存在多年，但随着新技术进步、市场动荡以及其他社会和经济因素的影响，注塑、模具制造和塑料领域仍在不断发展。

以下是可能影响来年模具制造、塑料和注塑成型方向的五个关键行业趋势。

1。全球转向可持续发展

可持续性是任何类型制造的重要考虑因素，但塑料行业因其在这方面的缺点而受到特别审查。自 1950 年以来，全世界已经生产了 80 亿吨塑料，其中只有 9% 被回收利用——剩下的 91% 要么被焚烧，要么被留在垃圾填埋场。此外，据估计，仅制造业就占所有温室气体排放量的 21%。

具有生态意识的消费者的崛起和更广泛的向可持续发展的文化转变激发了制造公司检查其运营并思考如何减少浪费。这可以包括更高效地运行注塑机以节省电力、使用 100% 回收材料制造产品、在制造设施中实施可再生或混合能源、更加注意材料浪费等等。

尽管可持续发展趋势是有希望的，但产品团队必须注意这些趋势可能如何影响他们满足关键项目要求的能力。例如，回收材料会对最终部件的物理和机械性能产生负面影响。

当今市场上的许多再生塑料长丝都存在质量问题，这些问题阻碍了从一个生产运行到下一个生产运行始终如一地实现高质量零件的能力。在这种情况下，使用原生塑料细丝可能是实现清洁、功能部件的最佳方式。摆脱原生塑料并走向更可持续的未来需要时间和研究，但对于大多数制造公司来说，这是一项值得的努力。

2。对生物塑料重新产生兴趣

受可持续发展趋势的启发，许多制造商正在探索使用生物塑料进行模具制造和注塑成型的好处。

生物塑料或 PLA 生物塑料是石油基塑料的替代品，石油基塑料源自玉米、甘蔗、海藻甚至虾壳等生物质。生物塑料是可生物降解的、碳中和的，并且在自然环境中分解成生物质、二氧化碳和水。如果制造商使用生物塑料制造产品和包装，他们将有助于为更环保的市场创造动力并减少对环境的危害。

这种趋势已经显示出很大的希望。根据 European Bioplastics 的数据，到 2023 年，全球生物塑料市场预计将增长 25%。尽管 PLA 生物塑料是环保的并且提供与石油基聚酯相当的机械性能，但产品团队必须注意这种材料的局限性。

例如，生物塑料并非完全无污染，因为尽管材料本身是可再生的，但仍有收获、提炼和运输成本需要考虑。此外，生物塑料的可回收性很容易受到影响。生物塑料通常与不可回收的聚合物结合以增加其强度，而这些混合生物塑料将在特定的堆肥条件下在三个月内分解成无毒材料。然而，如果这些混合生物塑料最终进入传统的垃圾填埋场，同样的分解可能需要至少 100 年。没有塑料是完美的，但我们很高兴看到 2021 年生物塑料的进步将带来什么。

3。试验材料替代品

2020 年，复合材料的使用成为汽车和航空航天行业的主要趋势之一——我们预计这一趋势将持续下去。复合材料是两种或多种材料的异质混合物，它们结合在一起以制成更坚固的整体产品。工程师可以通过在周围的聚合物基体中添加玻璃或碳纤维来使材料更加坚固。

每磅，复合材料比钢等高性能材料更坚固，重量更轻，使其成为许多汽车、航空航天和建筑应用的理想选择。复合材料为产品团队提供了一种耐用、灵活且具有成本效益的替代品，以替代他们习惯于用于模具制造和注塑成型的材料。制造商和工程师应该期望在 2021 年看到更多的复合材料，尤其是随着它们在医疗和军事领域获得更多关注。

4。对轻质材料的需求增加

总的来说，消费者和制造商都想要更轻的产品。在汽车和航空航天领域，更轻的零件通常意味着更好的油耗或更长的电池寿命。

在医疗设备制造方面，由轻质材料制成的关节置换物和支架可以显着改善患者的治疗效果。随着轻量化趋势与复合材料使用量的增加相吻合，工程师和产品团队应该更容易地将重量因素纳入其 2021 年的设计计划中。

5。增加使用自动化

自动化以及在制造业中越来越多地使用软件、机器学习和高级分析是可能在 2021 年继续的增长趋势。今天的编程比过去几年更简单，这导致更快的生产周期、减少的停机时间和更有效的维护.

自动化还提供了对注塑过程的更多控制。制造商、工程师和产品团队应该抓住机会使用软件来推进模具制造和注塑成型，如果他们还没有这样做的话。

设计师和产品团队还应该在 2021 年利用模流分析来保持竞争优势。模流分析使用软件来模拟注塑成型周期并预测模具的填充方式，这在设计阶段特别有用。工程师可以使用模流分析来测试收缩、翘曲、不规则填充图案等，然后再进行原型制作。这款智能软件还可以预测模具在注入加压熔融材料时的反应。

技术可能很昂贵，但技术和经济优势远大于成本。

展望模具制造的未来

2020年是不可预知的、前所未有的一年。一些制造商、工程师和产品团队可能会想回到现状，但他们可以通过抓住上述趋势中阐明的一些宝贵机会，在 2021 年取得更好的成绩。自动化、轻量化和对环保制造的重新承诺肯定会很快改变模具制造。经验丰富的制造合作伙伴可以帮助产品团队将下一步行动变成最佳行动。

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有关 2021 年制造业的更多见解和趋势预测，请查看 Fast Radius 学习中心的相关博客文章。

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