Блог

Какие существуют виды литья под давлением?

Типы литья под давлением определяют оптимальный путь производства изделия — от стандартного литья под давлением для крупносерийного производства пластиковых корпусов до специализированного микролитья под давлением для медицинских компонентов. Понимание основных типов литья под давлением помогает инженерам выбирать процессы, которые обеспечивают баланс между стоимостью, производительностью и эстетикой. В этом руководстве объясняется каждый тип литья под давлением, его преимущества, компромиссы и практические советы по проектированию, чтобы вы могли выбрать наиболее подходящий процесс литья под давлением для вашей детали.

Стандартное литье под давлением

Стандартное литье под давлением — это базовый процесс производства пластика, при котором расплавленный термопластик или термореактивный материал впрыскивается в закрытую полость формы под давлением, затем охлаждается и выбрасывается в виде готовых деталей. Он идеально подходит для массового производства, повторяемых допусков и сложных геометрий.

Материалы

Распространённые материалы включают ABS, PP, PE, PC, Нейлон (PA), POM и инженерные термопласты. Термореактивные смолы и смеси используются в специализированных приложениях.

Типичные применения

Корпуса для потребительской электроники, автомобильные внутренние компоненты, бытовая техника, корпуса медицинских устройств (с правильным выбором материалов), упаковочные крышки и разъёмы.

Преимущества

Очень воспроизводимая и масштабируемая для массового производства.

Способны к сложным геометриям и тонкостенным деталям.

Быстрые циклы с оптимизированными формами и охлаждением.

Широкий выбор материалов и кастомизация недвижимости.

Недостатки

Высокая первоначальная стоимость формы и сроки доставки.

Долгий цикл разработки для валидации инструментов и процессов.

Возможные дефекты, такие как следы от провалов, варпейдж, короткие выстрелы и вспышка.

Design & Process Tips

Поддерживайте равномерную толщину стенок; Добавьте рёбра, чтобы укрепить тонкие участки.

Оптимизировать расположение затвора и конструкцию направляющих для уменьшения сварных линий.

Убедитесь, что каналы вентиляции и охлаждения правильно расположены на время цикла.

Используйте симуляцию на ранних этапах проектирования.

Overmolding & Two-Shot Molding

Овермолдинг — это процесс формовки одного материала поверх другого — обычно мягкого эластомера поверх жёсткой подложки — для обеспечения эргономичного сцепления, герметизации или эстетического покрытия. Он может выполняться последовательно с использованием той же формы или с помощью сборки заранее отформированных вставок.

Материалы

Жёсткие подложки: PC, ABS, нейлон, POM. Верхняя форма: TPE, TPU, LSR (когда совместимы) и термопластичные эластомеры.

Типичные применения

Ручки инструментов, зубные щетки, внутренние кнопки автомобиля, рукоятки для медицинских приборов и герметичные корпуса.

Преимущества

Улучшенная эргономика и сцепление.

Интегрированные уплотнения и тактильные элементы.

Уменьшает вторичную сборку и клей.

Недостатки

Требуется совместимость материалов или стимуляторы адгезии.

Более сложные формы и синхронизация циклов.

Возможно деламинацию, если сцепление не сработает.

Design & Process Tips

Проектирование механических блокировок для слабых случаев сцепления.

Используйте правильную обработку поверхности или грунтовки для улучшения сцепления.

Контролировать различия в усадке и накопление допусков между слоями.

Вставка-молдинг

Вставка вставляет готовые вставки (металлические гайки, резьбовые втулки, электронные контакты) в форму, чтобы пластик впрыскивался вокруг них, образуя единую интегрированную деталь.

Материалы

Термопласты для стадии формовки и металлические вставки, такие как латунь, сталь или покрытые крепежи.

Типичные применения

Пластиковые корпуса с металлической резьбой, электрические разъёмы, корпуса датчиков и конструктивные точки крепления.

Преимущества

Исключает установку вторичной сборки и резьбовых вставок.

Обеспечивает прочные, крепкие точки крепления.

Повышает точность и повторяемость положения вставки.

Недостатки

Вставки должны выдерживать температуру впрыска и силы зажима.

Сложность формы увеличивается (требуется обращение и размещение вставки). Автоматизированные системы размещения вставок добавляют капитальные затраты.

Design & Process Tips

Добавьте физические элементы удержания вокруг вставки (подрезы, накатки).

Рассмотрим несоответствие теплового расширения; Избегайте тонкого пластика вокруг нагреваемых вставок.

Убедитесь, что вставки чисты (без масла) для хорошего сцепления.

Газово-ассистированное литье под давлением

Газоактивное формование впрыскивает инертный газ (часто азот) в расплавленный пластик внутри формы, создавая полые участки или каналы. Эта техника снижает использование материалов и улучшает устойчивость размеров для толстых или длинных путей потока.

Материалы

Распространённые термопласты, такие как PP, PA и ABS с достаточной прочностью на плав.

Типичные применения

Крупные ручки, корпуса, толстостенные конструктивные детали и детали с полыми сердечниками.

Преимущества

Меньшее использование материалов и вес.

Уменьшение следов от раковины и внутреннего напряжения.

Улучшенный контроль размеров и более быстрое охлаждение в некоторых случаях.

Недостатки

Требуется специализированное оборудование для впрыска газа и органы управления.

Не подходит для очень тонких деталей или определённых геометрий.

Возможные поверхностные дефекты в местах прорыва газа.

Design & Process Tips

Тщательно спланируйте штифты и вентиляционные отверстия для впрыска газа.

Убедитесь, что передняя кожа расплавленного участка достаточно толстая, чтобы избежать продувания газа.

Используйте инструменты моделирования для прогнозирования газового пути и пенопластового сердечника.

Совместная инъекция (многослойная)

Совместное литье, также известное как сэндвич-формовка, использует несколько материалов для формирования многослойных деталей. Обычно высококачественная смола формирует внешнюю оболочку, а переработанная или менее дорогая смола — сердцевину.

Преимущества

Снижает затраты на материалы.

Повышает производительность деталей (например, свойства барьера).

Позволяет перерабатывать пластик низкого качества.

Недостатки

Требуется сложное оборудование и инструменты.

Ограничено конкретными сочетаниями материалов.

Применение

Упаковка продуктов.

Автомобильные компоненты, требующие барьерных слоёв.

Промышленные контейнеры.

Микролитье под давлением

Микролитье под давлением производит чрезвычайно мелкие, высокоточные детали (часто менее 1 грамма). Он широко используется в отраслях, требующих миниатюризации.

Преимущества

Высокая точность с точными допусками.

Позволяет создавать сложные микрогеометрии.

Уменьшает материальные отходы.

Недостатки

Требуется специализированные микроформовочные машины.

Стоимость инструментов выше.

Процесс чувствителен к колебаниям температуры.

Применение

Медицинские импланты.

Электронные микрокомпоненты.

Микрофлюидные устройства.

Порошковое литье под давлением (MIM / CIM)

Порошковое литье под давлением сочетает мелкие металлические или керамические порошки с связующим веществом для создания сырья, который вводится как пластик. После формовки детали подвергаются снятию связки и спечения.

Преимущества

Позволяет создавать сложную геометрию металлических и керамических деталей.

Это экономически выгодно по сравнению с обработкой мелких деталей.

Производит высокопрочные, плотные компоненты.

Недостатки

Требуется несколько этапов постобработки.

Ограничено мелкими деталями.

Высокие затраты на оборудование и материалы.

Применение

Аэрокосмические компоненты.

Ортопедические импланты.

Прецизионные шестерни.

Двухзарядное (2K) литье под давлением

Двухразовое формование вводит два материала в один цикл формы, образуя одну деталь. Она отличается от овермолдинга тем, что оба этапа завершаются в одном процессе.

Преимущества

Более прочное межматериальное соединение.

Меньше времени производства, чем излишняя формовка.

Создаёт сложные части с множеством цветов или текстур.

Недостатки

Очень высокие затраты на инструменты и станки.

Ограничено совместимыми материалами.

Применение

Автомобильные внутренние выключатели.

Двухцветные кнопки.

Медицинские инструменты.

Реакционное литье под давлением (RIM)

RIM использует жидко-реактивные смолы (такие как полиуретаны), которые химически затвердевают внутри формы. Процесс работает при более низком давлении по сравнению с термопластичным формовкой.

Преимущества

Производит лёгкие и долговечные детали.

Отлично подходит для крупных компонентов.

Поддерживает пенопластовые сердечники и усиленные детали.

Недостатки

Ограничено термореактивными смолами.

Цикл медленнее, чем у термопластиков.

Инструменты изнашиваются быстрее из-за химических реакций.

Применение

Автомобильные бамперы.

Промышленные вольеры.

Корпуса медицинского оборудования.

Литье под давлением LSR

Литьевое литье из жидкой силиконовой резины (LSR) производит гибкие, биосовместимые компоненты. Он использует систему холодного прохода с нагретыми формами.

Преимущества

Отличная термостойкость и химическая устойчивость.

Биосовместим и безопасным для медицинских применений.

Высокая долговечность с гибкими свойствами.

Недостатки

Стоимость инструментов высокая.

Требуется специализированные машины для литья под давлением.

Применение

Медицинские трубки и импланты.

Детские товары (соски, пустышки).

Уплотнения и прокладки.

Structural Foam & MuCell

Структурное формование из пенопласта вводит в смолу продувленные агенты, создавая пенопластовые лёгкие конструкции. Микроклеточное пенирование MuCell® улучшает это, создавая микроскопические пузырьки внутри детали.

Преимущества

Уменьшает вес деталей.

Улучшает соотношение жёсткости к весу.

Экономит материальные расходы.

Недостатки

Поверхностная отделка может быть более шероховатой.

Ограничено неэстетическими деталями, если не применяется вторичная отделка.

Применение

Поддоны, ящики и кейсы.

Автомобильные панели.

Крупные промышленные дома.

MuCell / Микроклеточное литье под инъекцией

MuCell® — это запатентованная форма микроклеточного литья под давлением, при которой сверхкритические жидкости вводятся в смолу для образования однородных микропузырьков.

Преимущества

Значительно снижает вес деталей.

Более быстрые циклы.

Устраняет следы от раковины и деформации.

Недостатки

Требуется лицензия и специализированное оборудование.

Ограниченные варианты отделки поверхности.

Применение

Автомобильные приборные панели.

Корпуса ноутбуков.

Упаковочные лотки.

Литье под давлением (ICM)

В ICM расплавленная смола вводится в частично открытую форму, которая затем закрывается для сжатия материала. Это снижает напряжение и обеспечивает равномерное распределение.

Преимущества

Производит тонкостенные, высокоточные детали.

Снижение остаточного стресса.

Отлично для оптической чёткости.

Недостатки

Сложность инструментов выше.

Не подходит для всех геометрий.

Применение

Объективы и оптические диски.

Тонкая упаковка.

Прозрачные чехлы.

Optical & Cleanroom Injection Molding

Оптическое формование обеспечивает прозрачность и точность, а молдинг в чистых помещениях — стерильность для медицинских и электронных компонентов. Оба требуют специализированных сред.

Преимущества

Высокая оптическая чёткость.

Производство без загрязнения.

Строгий контроль допуска.

Недостатки

Дорогие удобства и эксплуатация.

Только специализированные рынки.

Применение

Оптоволокна и линзы.

Шприцы и хирургические инструменты.

Компоненты полупроводников.

Горячий и холодный бегун — сравнение системы бегущих

The runner system is critical in injection molding. Cold runners generate more waste, while hot runners keep resin molten within heated channels, delivering it directly into the cavity.

Преимущества Hot Runners

• Более быстрые циклы.

• Меньше материальных отходов.

• Превосходное качество деталей и отделка.

Недостатки

• Более высокая стоимость установки.

• Требуется квалифицированное обслуживание.

Актуальность CNTOPower

CNTOPower’s state-of-the-art hot runner temperature controllers help manufacturers achieve consistent quality, reduced cycle times, and lower production costs — no matter which injection molding type they use.

Заключение — Выбор правильного типа литья под давлением

Каждый тип литья под давлением обладает уникальными преимуществами. От лёгких полых конструкций до прецизионных оптических деталей — правильный процесс зависит от применения, сложности проектирования и требований к производительности. Интегрируя регуляторы температуры горячих двигателей, производители достигают лучшего качества деталей, устойчивости и прибыльности.

Хотите оптимизировать свои операции литья под давлением? Свяжитесь с CNTOPower сегодня Чтобы ознакомиться с нашими продвинутыми решениями Hot Runner, адаптированными к вашим потребностям.