注塑成型是一种流行的制造工艺，用于批量生产具有良好公差的相同塑料零件。在此过程中，热塑性薄片或颗粒被熔化并注入模具中。一旦热塑性材料冷却并硬化，顶针将完成的零件从模具中弹出。人们每天使用的许多面向消费者的产品都是注塑成型的，从手机充电器到汽车零件再到乐高积木。 模具制造完成后，工程师就有办法以极低的单位成本持续复制复杂零件。因此，完善模具制造工艺至关重要。这是优化注塑件设计的速成课程，以及针对产品设计师的提示和技巧。 三个注塑模具设计技巧和最佳实践 注塑成型零件可以具有复杂的几何形状，并为产品设计师提供相当大的设计灵活性。唯一需要注意的是，产品团队必须围绕注塑成型的特定要求来设计他们的零件

与航空航天客户合作的制造商知道，为航空航天应用生产的零件必须满足严格的功能和法规要求。航空航天零件不仅比为其他行业应用创建的零件更专业；它们也更有可能是关键任务，这意味着故障将导致设备损失以及对操作员、乘客或旁观者的潜在伤害。 工程师需要确保生产的每个部件都能始终如一地可靠地满足应用要求，这需要对组件进行严格的标准、测试和检查，以验证功能是否正确并确保优先考虑安全性。 航空航天项目往往有更高的预算和更长的开发周期，这通常意味着需要更多的初始规划来确保项目的最终成功。本文将重点介绍产品团队可能会遇到的航空航天零件的一些关键设计和工程注意事项。 监管要求和供应商认证期望 由于规定零件制造

循环经济是对资源进行提取、使用和及时丢弃的线性经济的替代方案。另一方面，循环经济将经济增长与有限的资源约束和价值创造与消费分离，而是在产品的整个生命周期中寻找价值。 目标是通过货币化来消除浪费。如果制造公司将他们的产品和废物视为有价值的库存，他们将更有效地利用他们的资源，并发现增加价值和满足客户需求的新方法。事实上，麦肯锡的研究表明，到 2030 年，向循环经济的过渡每年可产生近 2 万亿美元的收入。 尽管如此，扭转整个行业对价值和经济的看法并不容易。数字制造是以三种主要方式向循环经济转变所需的核心变革驱动力。 通过敏捷性平衡供需 为了从一开始就减少废物的产生，制造商应努力平衡供需。

到 2026 年，增材制造市场预计将以 14.4% 的复合年增长率飙升，总计 233.3 亿美元。随着各行各业继续将更多资金投入到这个不断发展的领域和技术的发展中，增材制造的前景不言而喻。 增材制造提供了一种具有成本效益的方法来制造具有复杂设计或复杂几何形状的小型零件，或者无法使用注塑成型制造的零件。交货时间最短，而且许多零件的生产速度比其他方法更快。不过，市场扩张并不一定意味着 CNC 加工等减材加工方法会变得不那么流行。 制造业已经面临大规模的技术颠覆，可能会见证生产过程中增材和减材方法之间越来越多的重叠——甚至可能是互操作性。未来的产品不会都是 3D 打印的，就像它们不会都是传统制

聚丙烯很年轻，但它的历史特点是爆发式增长。 J. Paul Hogan 和 Robert Banks 于 1951 年首次聚合这种塑料，三年后 Giulio Natta 和 Karl Rehn 将这种材料聚合成结晶等规聚合物。到 1957 年，这一开创性的发现推动聚丙烯进入大规模商业生产，现在它是制造业中第二受欢迎和最赚钱的塑料。 根据最近的研究，2019 年全球聚丙烯市场价值约 1260.3 亿美元，目前对这种塑料的需求量接近每年 6200 万吨。此外，到 2021 年，聚丙烯的销售额预计将以每年 5.8% 的速度增长。这种非常受欢迎且用途广泛的材料可以在许多消费品中找到，从地毯到运动服再

术语光聚合物是指一类光敏树脂，当暴露在紫外线 (UV) 光下时会固化。当液态光聚合物树脂与紫外光源（通常是灯、激光或投影仪）接触时，光引发剂会将光能转化为化学能。然后，低聚物或“粘合剂”和单体结合、硬化并形成形成聚合物结构的键。光聚合物要么是在高温下熔化的热塑性塑料，要么是热固性塑料，这意味着它们一旦受热固化就不能熔化或重塑。 光聚合物代表了增材制造材料市场的最大部分，并具有广泛的应用。今天，光聚合物是牙科行业使用的零件的常见候选者，并且经常用于牙齿粘合或保护涂层。用光敏树脂制成的粘合剂也广泛用于制造导管、医用过滤器、外科口罩，甚至是特种电子产品。 这是关于这种流行材料及其使用方法的速成课

作为塑料零件制造最流行的方法之一，注塑成型因其能够促进相同零件的大规模生产而受到青睐。注塑成型过程并不过分复杂——以最简单的形式，它只需要两个步骤：获得模具，并使用模具制造零件。更重要的是，几乎在所有情况下，注塑成型都是中大批量生产零件成本最低的方法。 初始模具制作完成后，单价成本相对较低。此外，由于注塑成型每次都能创造出完全相同、完美成型的产品，与 CNC 加工等其他制造工艺相比，它显着减少了废料。由于这些原因，塑料注射成型是一个快速发展的行业。 2019 年估值为 2582 亿美元，预计在不到十年的时间内估值将达到 3729 亿美元。 也就是说，塑料注射成型确实需要很高的精度。以下是制

夹具是在执行重复性任务（例如钻孔或攻丝）时将制造工具固定到位的工具。另一方面，夹具不引导制造工具，而是将工件稳定地保持在固定的位置、方向或位置。标准虎钳是常见的家用夹具示例。 除了差异之外，夹具和固定装置都是产生重大影响的工具。它们提高了生产力，提高了零件的可重复性，使零件组装和拆卸更容易，甚至有助于创造安全的工作环境。几乎所有自动化工业制造过程都依赖夹具和固定装置来始终如一地制造功能正常的零件。工程师可以牢记这些关键因素，确保他们的夹具和固定装置坚固且设计精良。 治具设计基础知识 制造夹具和固定装置的关键从了解自由度的工作原理开始。空间中的任何物体都有六个自由度——上/下、左/右、前/后

两个关键趋势正在推动对全球制造网络的需求：按需经济的兴起和跨行业范式向全球市场的转变。按需经济要求公司优化其供应链以实现快速履行和交付。仅仅保证高质量的客户服务和低廉的运输成本已经不够了；现代消费者需要更广泛的产品选择以及一到两天的免费送货服务。 全球市场的迅猛增长加剧了这种压力。到 2025 年，全球消费预计将达到 62 万亿美元，而消费阶层——定义为每天可支配收入至少为 10 美元的人——将占世界人口的一半以上。随着消费者需要专门的产品和服务，成熟的本地市场在按需经济下正在崩溃。对于许多消费品公司、零售商和制造商而言，保持财务可行性意味着在全球范围内思考和运营。 全球制造网络的好处 全

CNC 加工是一种减材制造工艺，通过从金属或塑料实心块上稳定地钻孔、车削或铣掉薄层来形成一个完整的零件。计算机辅助设计 (CAD) 文件引导计算机控制的切削刀具沿设定的刀具路径向下移动以塑造最终零件。 由于计算机负责此过程中的大部分加工，因此该过程以快速周转和生产高质量、统一的零件而闻名。更重要的是，CNC 加工可以生产出具有最严格公差的零件。 但是，工程师和产品设计师在考虑对塑料零件进行 CNC 加工时应牢记一些关键限制。 CNC加工的最大缺点通常是成本。尽管 CNC 加工的运营成本因方法而异，但初始启动成本可能很高。因此，除了中大批量生产之外，这种制造工艺不太可能具有成本效益。 虽然

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

塑料注塑成型为工程师提供了许多好处。这种制造工艺快速、通用，是生产大量高精度复杂零件的理想选择。此外，注塑成型与可回收材料兼容，产生的废料最少，使其成为更环保的制造工艺之一。注塑成型部件本身很坚固，但对于某些需要紧固件的高性能用例，仅塑料可能不适合。 这就是嵌件成型、热安装和超声波安装的用武之地。这些过程都需要将金属螺纹嵌件插入成型零件中，以使其更坚固、更耐磨，但它们是非常不同的技术。以下是嵌件成型与加热和超声波安装的全面分解，以及工程师的主要考虑因素。 嵌件成型 嵌件成型是注塑成型的一个子集，涉及在预先放置的嵌件周围成型塑料材料。在此过程中，当模具打开时，插入件被放置在模具型腔中。然后，

按需制造的兴起 按需经济正式到来。从亚马逊的两天和次日送达服务到媒体流媒体平台和杂货配送订阅，在短短几十年前似乎不可想象的事情现在已成为常态。 这种新的经济模式正在彻底改变消费者进入零售、金融、媒体、娱乐和酒店行业的方式，以及他们参与服务的方式，包括人员配备、交通等。为了跟上随需应变经济带来的不断变化的速度，各行业的组织正在修改其业务模式，旨在提高敏捷性和灵活性。这些努力可能涉及转向按需生产模式、快速交付和实时访问服务。这些举措为消费者提供了更个性化的体验，根据他们的特定需求量身定制。 这一运动最重要的体现之一是按需制造的兴起。传统制造模式依赖于产品开发人员与远程制造商合作，以高最低数量

自 1950 年以来，全球已生产了 80 亿吨塑料，而回收利用的仅占其中的 9%。约 12% 已被焚烧，其余约 79% 已在垃圾填埋场、垃圾场或自然环境中堆积。就目前而言，世界上只有 2% 的塑料包装来自回收资源。像这样的统计数据令人震惊，但这并不意味着我们已经走到了不归路。 可持续、更具生态意识的消费者的崛起激发了各行各业的公司重新思考他们选择的材料如何影响环境。总部位于旧金山的鞋履品牌 Rothys 使用 3D 针织工艺和回收的 PET 塑料纱线制作了一些最热门的款式。儿童玩具制造商因使用大量不可回收的塑料而臭名昭著——他们需要足够耐用和柔韧的材料来跟上吵闹的年轻人的步伐——但 Gree

随着 COVID-19 大流行袭击美国，我们在 Fast Radius 的团队迅速将我们增材制造能力的很大一部分转向生产面罩。迄今为止，我们已经制造并运送了数千个增材制造的面罩，以保护一线工人免受冠状病毒的侵害。防护罩可重复使用、极其耐用、易于组装且舒适，但需求已远远超过我们的增材生产能力。 为了让更多人使用我们的产品，我们决定将生产转移到注塑成型。注塑成型使防护罩在两个方面更易于使用；它使我们能够生产更高的产量，并且由于材料成本更低和制造速度更快，注塑成型显着降低了产品成本。 在我们与客户的合作中，我们经常使用增材技术制造零件，同时逐渐扩大到注塑生产。我们自己的故事就是一个很好的例子，

虽然这似乎是常识，但重要的是零件的设计要以简化生产的方式进行。这一原则——被称为可制造性设计或可制造性设计 (DFM)——不仅有助于降低总体生产成本，还有助于降低制造零件所需的时间和精力。 在设计阶段有一系列机会来优化下游效率。这就是为什么 DFM 经常与装配设计 (DFA) 的概念一起讨论。 DFA 是以易于组装的方式设计零件的实践。 本文将探讨模块化设计和有限元分析 (FEA) 如何通过节省成本、能源和时间来帮助优化设计流程并提高整体投资回报率。 设计制造和装配以提高效率 在制造过程中优化效率和节省成本的一个关键策略是从一开始就限制零件的数量。这样做会对生产流程的其余部分产生连锁反应

塑料零件是日常生活中无处不在的一部分。从食品包装和园艺工具到笔记本电脑和运动器材，每天都很难不与制造的塑料部件互动。 塑料如此普遍的原因之一是它们是一种具有延展性和适应性的材料系列，可用于制造各种零件类型，从可以承受重复运动的柔软和柔性组件到更坚硬、抗冲击的组件即使在极端温度下也能保持耐用。 制造商可以使用几种不同的方法来制造塑料零件，包括注塑成型、3D 打印、聚氨酯铸造​​和 CNC 加工。 CNC 加工是最常见的加工方法之一，因为它具有可靠性、与多种材料的兼容性以及制造具有复杂几何形状的零件的能力。但是，在设计和生产生命周期中需要牢记一些注意事项。本文将解释在使用 CNC 制作塑料零件

增材制造行业虽然仍在成熟，但如今价值 158 亿美元，预计到 2024 年将增长到 356 亿美元。增材制造能够实现敏捷的产品开发；曾经需要几个月才能完成的过程——从设计和原型制作到制造和测试——现在可以在几天内完成。 Additive 通过支持按需制造，帮助制造商以多种方式提高利润。按需制造是一种运营模式，它使用实际需求来决定产量，而不是传统的预测。按需生产可降低库存成本，因为无需储存大量材料。 它还可以通过更轻松地创建利基产品来实现更大的定制。生产成本下降，浪费和过剩库存都减少了。产品团队可以自由设计功能，而不仅仅是可制造性。这就是说，增材制造的商业案例比以往任何时候都更强大。 制造

计算机数控 (CNC) 加工是一种减材制造工艺，它通过系统地从一块金属或塑料块上去除材料层来生产零件。由于 CNC 加工在很大程度上是计算机化的，因此它以生产具有严格公差的高精度和复杂零件而闻名。 CNC 加工并不新鲜，但它的工作原理仍然存在一些混淆。那里有许多不同类型的 CNC 加工，要弄清楚事实可能具有挑战性。以下是工程师应该知道的关于 CNC 加工的五个最常见的误区——以及关于 CNC 加工的真相。 1。 CNC加工成本高 在 1950 年代初期，当 CNC 加工刚刚兴起时，工程师访问为 CNC 机器提供动力所需的软件更具挑战性且成本更高。计算机辅助制造 (CAM) 软件的广泛应用极

在过去十年中，3D 打印受到了很多关注，但这并不是一项新发明。 1981 年，Hideo Kadama 开创了现在所谓的增材制造，当时他描述了一种可以使用多层固化光敏聚合物构建模型的快速原型系统。从那时起，工程师就没有停止使用 3D 打印进行创新。该行业甚至催生了一系列医疗应用，仅在 1999 年至 2010 年间就生产了 3D 打印的膀胱、肾脏、假肢和血管。 可以说，3D 打印历史上最重要的时代是 2000 年代中期，当时增材制造变得越来越民主化。 2009 年，熔丝制造 (FFF) 的旧专利到期，桌面打印机充斥市场。现在，业余爱好者和成熟的工程师都可以创建 CAD 设计并构建他们想要的任