在塑料零件制造领域，无论是注塑、加工还是挤出，每一个工艺都占有重要地位。 许多行业中仍然存在有关这些过程的混淆。 这种混淆可能对最终产品产生深远影响，无论是成本还是性能。 幸运的是，从塑料专家的一些建议中，为特定的部件生产运行选择正确的材料和工艺并不困难。 由于对流程有少量问题和一点了解，工程师应该不会遇到获得以目标成本提供强大性能的部件。在塑料零件制造领域，无论是注塑、加工还是挤出，每一个工艺都占有重要地位。 许多行业中仍然存在有关这些过程的混淆。 这种混淆可能对最终产品产生深远影响，无论是成本还是性能。 幸运的是，从塑料专家的一些建议中，为特定的部件生产运行选择正确的材料和工艺并不困难。 由于对流程有少量问题和一点了解，工程师应该不会遇到获得以目标成本提供强大性能的部件。
设计注意事项
在确定要使用的过程或树脂之前，需要了解一些事情。 其中包括：
- 性能要求– 安装后，部件必须做什么，以及需要承受什么样的力和应力？
- 尺寸属性– 制造组件所需的尺寸和形状* – 以及它需要什么样的表面质量？
- 目标成本– 需要使用何种预算？ 该预算如何在保持目标或低于目标时最大化零件性能？
对于设计工程师来说，前两个是初级的，只需要应用知识才能回答。 然而，成本是很少被理解的东西。 这是因为许多行业都普遍存在一种假设，即塑料部件的价格总是低于其他材料，特别是金属制成的部件。 这是一个糟糕的假设。 许多高性能聚合物的体积比最昂贵的金属合金贵得多。 尽管注塑等工艺选项提供成型到最终形式选项，有助于降低单位制造成本，但工程师必须考虑模具本身的成本。 注射成型通常被认为是一种具有成本效益的选择，因为生产运行的预期量会降低每个零件的成本。 然而，模具需要用极其耐用的金属进行加工，以承受数千个零件，从而意外地推高项目总成本。
虽然即使考虑成本，注塑仍可能是正确的工艺，但值得一提的是，从库存形状加工零部件可以减少对昂贵刀具的需求，同时加快初始零件的交付。 此外，加工保持精度优势，这通常导致更好的性能和尺寸多功能性。
选择材料
有数以百计的树脂可用，其中大多数有许多等级和粘度。 将这个广阔的领域缩小到一些精选的树脂中，牌号和粘度是材料选择的首要任务，但达到这一范围意味着回答几个重要问题。
选择材料是由于其能够在存在多个环境压力因素的情况下提供多种性能特性而选择的。 其中一些性能特性包括强度、耐磨性和透明度，而环境压力因素可能包括极端温度、磨蚀力或冲击力、腐蚀性化学品和阳光。 综上分批，这些是聚合物供应商通常提出的问题：
- 零件是会经历很多磨损，还是结构部件？
- 零件将在什么温度范围内工作？
- 需要考虑哪些环境压力因素？
- 零件必须满足的最低强度要求是什么？
- 是否有任何外观要求，如颜色或透明度？
这些问题的答案将有助于缩小候选聚合物的领域。
然而，这仅仅是个开始，因为每种树脂都有各种牌号，会影响性能。 每个等级都用不同的成分制成，树脂成分必须仔细考虑。 以下是对不同年级及其最适合的内容的快速回顾：
- 玻璃或碳增强树脂牌号 – 这些牌号专为卓越的强度和刚度而设计。 它们还提供强大的尺寸稳定性。
- 含有石墨和 PTFE 的磨损等级 – 这些牌号旨在实现最大的耐磨性，并且产生很少的摩擦。
- 未填充或玻璃增强牌号 – 这些牌号提供卓越的热绝缘或电气绝缘，使其成为隔离器的理想选择。
- 非强化等级 – 这些牌号提供最佳的耐化学性，如果最大应力水平足够低，它们也可以提供出色的抗疲劳性。
选择流程
此时，等级选择大多已确定，但最终选择的树脂也取决于所选工艺。 设计工程师应注意，工艺选择会影响树脂的选择，并能极大地影响项目的成本以及零件的性能。 同样，需要再次快速重述，这一次是在注塑和加工之间：
- 何时选择加工 – 如果需要以大尺寸（壁厚大于 .5″ 或 12mm）进行制造零件，则加工是正确的选择。 此外，如果冲击强度和韧性是优先事项，或者如果零件需要在紧的公差内制造，无需绘图，则加工最有意义。 最后，如果生产要保持在较小的运行（在一年内少于 5，000 个零件或更少），那么加工将是一个经济高效的选择。
- 何时选择注塑 – 如果零件的设计具有难以加工的功能，或者需要更大的生产运行（每年超过 5，000 个零件），则注塑成型是正确的选择。
即使树脂和工艺都被选中，也可能有一些微调。 这可能需要聚合物供应商或制造商的投入。
出现一个常见的问题是，当仍选择用于加工的树脂牌号时。 挤出形状几乎总是使用高粘度树脂生产，因为它们在挤出加工期间和挤出后都提供卓越的刚度和强度。 确保如果加工是首选的零件生产过程，则选择高粘度树脂，因为这将确保可以生产库存形状到机器。 如果没有一些专业指导，破译行业术语可能比较棘手。 例如，一些聚合物，如Torlon 4203，表示为用L的注塑薄壁零件指定的低粘度牌号。大多数聚合物牌号都是识别的，并且特定数量系列是为低粘度树脂保留的。 例如，威格斯的 150 级 PEEK 是薄壁注塑成型零件的低粘度等级，而 450 级是更高的粘度，针对具有较厚的横截面和所有拉伸形状的零件。
简而言之，注塑是最快、最有效的转换途径，但可能面临挑战，即启动成本和提前期。 从拉伸形状加工零件可能是原型零件的最快途径，但即使在零件成为标准生产后也值得考虑。 所选材料可能听起来相同，甚至可能带有相同的树脂商号，但过程差异和看似细微的等级差异可能会导致意外的结果，当这些考虑被忽略。 最安全的路线是尽早让处理器参与材料选择过程。 他们对许多聚合物牌号的经验和理解是无价的，在工程图纸发布用于生产之前，必须考虑这些经验。
关于生产阶段的最后说明
许多设计工程师在注塑和加工之间转换零件时都感到沮丧。 使用相同的树脂不能保证同等的性能。 例如，加工原型工作出色，但注塑成型生产部件不会注入成型零件，其成本比功能更好的加工零件要高出数万美元。 设计工程师必须深刻把握这两个流程的含义，以及所考虑的工艺和树脂牌号之间的突出差异。 除了上述差异外，这些差异还包括光纤方向、纤维长度、耦合剂、着色添加剂、磨损率、韧性和许多其他性能属性。
使用塑料进行设计时，材料和工艺选择可能比较棘手，但综合考虑材料和工艺，可以最大限度地获得设计成功的机会。
