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模具(mold)在工業生產中用注塑、吹塑、擠壓、吸塑、壓塑或高發泡等方法獲得所需產品的各種模型。簡而言之,模具是用來製作成型物品的工具,它應用於各行各業,主要以汽車和家用電器、消費電子和塑料製品為主。接下來我們將主要介紹它的六大種類及應用領域和製作流程。
五大模具種類介紹
一、注塑模具
注塑是一種廣泛應用於生產熱塑性零件的成型模具,它的工作原理類似於皮下注射沖頭,使用螺杆和柱塞,將塑料送入溫度非常高的氣缸,再注射到模具中。然後熔體會通過平均通道到達不同側通道,在所需形狀的腔體中結束。待填充完後,物料冷卻並凝固,再打開模具,將產品、流道和澆口推出。
其結構通常由成型件、澆注系統、導向件、推料機構、溫控系統、排期系統、支撐件等組成。
它不僅能夠在高生產率下生產出高精度、高質量的產品,而且加工塑料種類繁多,用途廣泛。因此,注塑成型是塑料加工中重要的成型方法之一。
注塑模具用途:這一項工藝生產的塑料製品非常廣泛,從日用品到各種複雜機械、電器和交通部件,都是用它來成型。
注塑模具製作流程:
- 將物料顆粒送入料斗,然後從料斗進入系統
- 有一個螺杆會旋轉並將材料向前輸送
- 輸送到加熱區域,它在成分塑料聚合物之間被加熱
- 在噴嘴處,高溫會將它快速送到模具型腔
- 到這一步時冷卻過程就完成了
- 最後拔模針去除模腔部分,形成產品
優點:
- 快速生產
- 勞動力成本低
- 設計靈活性好
- 可以同時使用多種材料
- 良好的色彩控制
- 產品一致性好
缺點:
- 初始工具工具和機械成本高
- 零件設計有所限制
- 小批量生產的成本可能很高
二、吹塑模具
吹塑模具原理是源自玻璃吹制,從本質上來說,吹塑是一種形成中空塑料零件的製造過程。
吹塑成型首先是通過塑料被加熱到融化,液體的熔融塑料被注入到冷模具中,模具內會有一個管子,在充氣時具有特定形狀。當塑料熔化時,空氣被吹入管中,管道膨脹直至填充完整個模具並符合形狀,等到冷卻後,新形成塑料部件將會從模具中彈出。
吹塑模具對大批量製造中空物體非常友好,在過程中能夠快速創建均勻的薄壁容器,如牛奶瓶、飲料瓶、日化用品等包裝容器。
吹塑模具用途:主要負責生產塑料片、桶、箱子甚至是油箱等產品。
吹塑模具製作流程:
- 塑料顆粒通過料斗或螺杆送入機器
- 塑料熔化後,成型為型坯,看起來像一端有孔的管子
- 放入模具內
- 壓縮空氣使其型坯膨脹
- 加熱塑料氣球填充模具空間
- 塑料冷卻後,機器打開模具取出產品
優點:
- 成本低
- 有多重生產方法
- 高生產率
- 減少勞動成本
缺點:
- 非常依賴石油
- 並不環保
- 用途有限
三、擠出模型
擠出模型是許多行業中使用最廣泛的成型工具之一,擠出模具原理是通過模具擠出材料以製造軟管、吸管、棒和管等連續形狀產品。通過使用壓力機壓實或以其他方式重塑物體的極其來塑造或切割材料。
擠出吹塑在一端切出一個孔,以便壓縮空氣可以在塑料通過標準擠出工藝熔化前穿過塑料,加壓空氣被迫通過加熱的管狀塑料,直至冷卻。
擠出模型用途:常見用於無縫產品製造,管材、官僚、T型材等連續產品。
擠出模型製作流程:
- 首先,粉狀塑料或塑料顆粒送入進料機
- 從進料機到模具,這些顆粒通過螺紋模式進行均勻分佈
- 通過應用在外殼上的熟夾套來引導饋線,產生的熱量會將顆粒融化為濃稠的液體
- 在進料機末端,連接一個模具,它有一個所需形狀的小腔
- 熔融材料被推進通過模腔並從末端擠出
- 隨著擠出件冷卻,獲得所需形狀
優點:
- 能夠大批量生產
- 生產成本低
- 靈活性高
缺點:
- 生產速度中等
- 精度一般
四、壓塑模具
壓縮模具能夠將加熱和軟化的塑料達到所需形狀,原理是將塑料材料放入打開的加熱金屬模具中,然後加熱軟化材料,迫使其在施加壓力的同時與形狀相符。
由於壓縮模具通常都會使用先進的複合材料製作產品,因此可以生產更堅固、耐用的零件,使這一系列在不同行業中都廣受歡迎。
壓縮模具用途:常用于應用組件,如汽車零件、家用電器、服裝緊固件和防彈衣等
壓縮模具製作流程:
- 將要成型的材料放入加熱模具中
- 然後關閉模具,在壓縮成型機中施加熱量和壓力
- 生產中使用的壓力機利用可編程控制器來監測和控制溫度、壓力和時間等參數,確保在規定公差範圍內進行
- 然後打開模具,將固化的橡膠部件與毛邊一起去除
- 零件通過製作進行後成型處理,包括去毛邊、後固化、自動檢查和包裝等
優點:
- 低成本工具
- 交貨時間短
- 製作出的產品性能良好
缺點:
- 需要後加工
- 對於複雜的零件,不是都適用
五、滾塑模具
滾塑模具有時也會稱為旋轉成型,它的原理是使用高溫和旋轉運動來塗覆模具內部以形成零件所需形狀。在模具填充聚合物粉末,加熱後在兩個垂直軸上旋轉,使粉末粘附在整個內部。隨著繼續旋轉,最終在冷卻時被移除,形成一個均勻壁的部件。
滾塑的獨特優勢在於,相比其他工藝更容易生產大型中空零件。此外,滾塑所用模具更加經濟實惠,浪費材料更少,且多餘材料通常還能反復使用。
滾塑模具用途:通常適用於製作大型中空零件,如垃圾箱、皮划艇、儲罐、路錐等
滾塑模具製作流程:
- 將聚乙烯樹脂粉碎成粉末裝入模具中
- 模具封閉確保沒有粉末移除,然後將其加入烘箱
- 烘箱將開始加熱並旋轉,在此過程中,樹脂會粘附在模具壁上。同時,需要密切關注烤箱停留時長。因為,在烘箱太久樹脂會降解,降低強度和耐用性;在烘箱時間太短樹脂會不完整
- 加熱後,會由風扇進行冷卻,冷卻通常需要十分鐘
- 冷卻完後,進行脫模,移除模具後就能獲得滾塑產品
優點:
- 模具成本低
- 容易製作複雜形狀
- 尺寸幾乎沒有限制
- 產品穩定性高、耐用型好
缺點:
- 製作時間長
- 材料成本高
- 人力成本高