塑膠是產品CMF設計中最常用的材料之一,本身材料種類非常多,其對應的成型工藝也很多,包括注塑、熱塑、吹塑、滾塑、搪塑、滴塑、擠塑、壓塑、壓延、浸漬等。本文來做一次系統性的講解~
一、注塑成型(雙色|二次|嵌件等)
注塑成型工藝可細分為很多類型。一般來說,常規普通的注塑可以實現基本的紋理、高光、造型等外觀效果。其他還包括很多工藝方案,前幾天筆者剛發不過一篇文章,包含雙色及多射植入技術、二次注塑(套啤包膠工藝)、嵌件注塑、納米注塑、發泡注塑、免噴涂注塑、注塑壓縮成型等,大家可以點擊了解詳情,這里就不過多介紹了!CMF | 超詳解讀7大注塑成型工藝,你都了解哪些?

二、熱塑成型
熱塑成型工藝也叫熱成型,指的是將熱塑性塑料的片材進行加熱軟化,然后在壓力環境下,采用適當的模具或夾具進行加工成型的方法。熱塑成型工藝一般適用于表面淺層紋理且壁薄的產品,在箱包類產品、玩具、汽車部件等行業中均有廣泛應用。
圖 真空熱塑成型的旅行箱
在熱成型過程中,由于材料會先受熱膨脹,再冷卻收縮,收縮率最高高達2%,所以設計時通常推薦要有2°的吃水角,以保證產品質量的成品率。另外,由于生產過程中材料延伸時溫度會很高,高溫會造成材料的起伏和不規則的表面。因此,設計時盡量避免尖銳的角和三面角,不然將導致邊角太薄而影響受力的均勻性。
常見的熱塑成型可分為:真空熱塑成型、壓力熱塑成型、雙片材熱成型。
1. 真空熱塑成型
真空熱塑成型是指將一片熱塑料吹入氣室中,然后吸到工具的表面上,在壓力過程成形中,熱的軟化片材被壓入模具中。這種工藝可以在較大的氣壓下模制出復雜的細節,包括表面紋理。對于相對體積小的物件,該工藝能夠生產處類似于注塑的效果。
2. 壓力熱塑成型
壓力熱塑成型是指將受熱軟化的塑料片壓入模具中的成型工藝。這種工藝可以塑復雜的表面紋理和細節,比真空熱塑成形的精確要高,表面光潔度更好。壓力成型可分為:正壓成型和負壓成型,其中的負壓成型就是行業界俗稱的吸塑成型工藝。
3. 雙片材熱成型
簡單來說,就是將兩塑料片材進行熱成型粘合在一起的工藝。價格方面比常規的熱成型工藝更昂貴。較典型雙片材熱成型案例就是大家所熟悉的氣泡塑料包裝布,以及氣墊鞋底。

圖 雙片熱成型工藝
三、吹塑成型
吹塑成型工藝是塑料加工應用非常廣泛的工藝之一,通常用于大規模生產的中空包裝容器,例如各類塑料瓶等。
吹塑成型主要工序包括:塑料加熱→壓縮空氣進入塑料型胚→貼模成型→冷卻→脫模。

吹塑的分類:根據型坯制作方法可分為擠出吹塑、注射吹塑、拉伸吹塑、多層吹塑。
1. 擠出吹塑
基本流程:擠出吹塑工藝首先擠出型坯,型坯達到預定長度時,夾住型坯定位后的合模。然后壓縮空氣進入型坯進行吹脹,使型坯緊貼模具的型腔形成制品,制品在模具內冷卻定型。開模脫出制品,對制品進行修邊、整飾,實現上述工藝過程有多種方式和類型,并可實現全自動化運行。
主要優點:擠出吹塑設備和運行成本較低,可用于生產各種形狀甚至復雜的產品,材料的選擇也很廣泛,其容器可以做整體處理,并且實現多個分層效果。擠出吹塑工藝主要應用:醫療、化工、消費品行業容器(瓶,快消品包裝)。
2. 注射吹塑
基本流程:首先注射機將熔融塑料注入注射模內形成管坯,管坯在周壁帶有微孔的空心凸模上成形,接著趁熱移至吹塑模內,然后合模并從芯棒的管道內導人壓縮空氣,使型坯吹脹并貼于模具的型腔壁上,最后經保壓、冷卻定型后放出壓縮空氣并開模取出塑件。
注射吹塑的主要優點是比擠出吹塑更為精確,可以用于生產產品尺寸要求非常準確的容器。例如精確度更高的包裝。
3. 拉伸吹塑
這種是做水杯及食品化妝品等包裝產品的常用工藝之一。主要工序包括:采用擠出法或注射法制作型坯,將型坯處理到塑料適宜的拉伸溫度,通過內外部的機械力作用而進行縱向拉伸,經壓縮空氣吹脹進行橫向拉伸,最后獲得制品。
優勢在于能打造更高透明性的產品,并且在機械性能、物理性能等方面進行提升。
圖 拉伸吹塑成型工藝產品案例
4. 多層吹塑
多層吹塑流程與單層相似,所謂多層吹塑是利用兩臺以上的擠出機,將同種或異種塑料在不同的擠出機內熔融混煉后,在同一個機頭內復合、擠出,然后吹塑制造多層中空容器的技術。
四、滾塑(旋轉)成型
滾塑也叫旋轉成型、旋塑、旋轉模塑、旋轉鑄塑、回轉成型等。簡單來說就是在將塑料(液態或粉料)加入模具后,以旋轉的方式來成型。在重力與加熱的雙重作用下,內部的材料會慢慢涂布、熔融粘附于模腔的整個表面上,當穩定成型后,再通過冷卻來定型,最后脫模即可得到目標形狀的產品。有點類似石膏、陶瓷的注漿成型工藝。

由于旋轉成型一般用于中空產品,在對材料選擇上,需要考慮結構支撐能力,且旋轉成型是在低壓下生產的,產品機械強度低。在承重上,不同大小和造型的產品需要考慮不同的材料去對產品進行支撐。最好是在模具設計中,設計合適的筋來克服承重問題。
圖 滾塑工藝流程
滾塑適用于小批量生產,適合制作大型中空部件,模具成本低,經濟環保,可生產全封閉產品。主要應用于交通工具、電子、食品、醫療等行業廣泛應用,比如:化學品容器、水箱、汽車靠背、汽車扶手、汽車油箱、汽車擋泥板、家具、椅子、交通錐、河海浮標、娛樂艇、浮球、洋娃娃等。
圖 滾塑成型工藝制成的皮劃艇
圖 燃油箱
五、搪塑(涂凝)成型
搪塑成型也叫涂凝成型。主要材料有PVC、TPU、TPO。搪塑成型是指將塑性溶膠傾倒入預先加熱至一定溫度的模具(凹模或陰模)中,塑性溶膠接觸到被整體加熱的模腔內壁而受熱膠凝,然后將沒有膠凝的塑性溶膠倒出,并將附在模腔內壁上的糊塑料進行熱處理(烘熔),再經冷卻即可從模具中取出的成型工藝。
圖 帶皮紋的搪塑模具(鎳殼)
搪塑工藝比真空成型工藝和真空復合工藝在表面圖紋的效果上更為均勻、清晰、美觀,并且表皮具有不開裂、不變形及耐熱性優異等特點。
搪塑工藝主要應用于手感、視覺效果要求高的產品,如高檔車儀表板和玩具等,例如汽車的中控臺、駕駛方向盤等。
圖 采用搪塑成型工藝制成的汽車中控臺和方向盤。
六、滴塑(滴膠)成型
滴塑又稱為微量射出、滴膠。滴塑指的是通過壓縮空氣把液態的材料(如PVC、SILICONE)注射到模具中,再用高溫烤熟后脫模的成型工藝,工序流程大體包括:開模具→調色→滴膠→高溫凝固→取件。優勢則在于可以將不同顏色、不同材料進行結合,形成豐富的外觀效果,但加工精度較低。

水晶膠是目前常用于滴塑的一種。水晶膠由A、B膠組合,分彈性水晶膠和硬性水晶膠,它是使印刷品表面(也可以是其它被滴塑物表面))獲得水晶般凸起的效果的加工工藝,人們的叫法多種多樣,比如:滴塑商標,水晶滴塑,滴塑標,滴塑標牌等。滴塑工藝主要應用于:商標銘牌、卡片、日用五金產品、旅游紀念證章、精美工藝品及高級本冊封面等的裝飾上。
圖 滴膠產品
七、擠塑(擠出)成型
擠塑成型也叫擠出成型(金屬行業、陶瓷行業也有擠出成型),指的是利用轉動的螺桿,將被加熱熔融的熱塑性原料,從具有所需截面形狀的機頭擠出,然后由定型器定型,再通過冷卻器使其冷硬固化,成為所需截面的產品。具有成形速度快、工效高、成本低等特點。

圖 擠塑成型原理
擠塑工藝主要適合熱塑性塑料的成型,也適合部分流動性較好的熱固性和增強塑料的成型。工藝流程主要包括:塑化→擠塑成型→冷卻定型→牽引→卷曲→切割。一般用來做管狀、筒狀、棒狀、片狀等產品,如塑料水管、門板、塑料膜材和型材等等。
八、壓塑(壓制)成型
壓塑成型也被稱壓制成型、模壓成型、壓縮成型等,指的是將塑料加熱后施壓進入預熱后的模具中的成型的工藝。該方法可以將橡膠和塑料等材料制成需要的形狀,模具更便宜,特別是橡膠模具。壓塑通常用于制造較大的平坦工件或適度彎曲的部件。當然如果經過精心設計后,也可以生產彎曲度高的產品,如頭盔等。

壓塑成型生產的產品質量主要取決于材料質量,材料選擇范圍較大。與熱塑性塑料相比,熱固性塑料材料具有許多有利的性質。熱固型塑料可以用玻璃纖維、滑石、棉纖維或木粉進行填充以改變熱固性材料的強度,耐久性,抗開裂性,介電性和絕緣性等性能,從而提升熱固型塑料的品質。但缺點是存在生產過程中的廢料問題。
圖 塑料壓塑成型的頭盔
從材料的特性來看,壓塑成型工藝主要包括:橡膠壓塑成型CMR、塑料壓塑成型CMP。這兩種工藝在生產流程上有一定的區別。
- 橡膠壓塑成型CMR流程:定量塊狀橡膠材料→去除橡膠內雜質→放入模具→加熱模具→模具閉合→逐加壓→材料貼合模具→橡膠固化成型→脫模取件→修邊打磨加工。
- 塑料壓塑成型CMP流程:熱固性塑料小塊或粉末預熱測試→加入模具→模具閉合→模溫升溫固化→冷卻脫模→零件推出。
九、壓延成型
壓延成型是熱塑性塑料(橡膠)的主要成型方法。它是將已熔融塑化的熱塑性塑料通過兩個以上平行旋轉的輥筒,熔體在輥筒間隙中擠壓延展及拉伸成型,屬于連續成型工藝,適合大批量生產,且操作方便,易自動化,產品質量均勻致密。它與擠出成型、注塑成型一起稱為熱塑性塑料的三大成型方法。

壓延成型是生產塑料薄膜和片材的主要方法。壓延還可以用來整飾表面,使片材表面增加光滑程度(光澤),或者故意使表面具有一定的粗糙程度或增加圖紋效果。多用于生產PVC軟質薄膜、薄板、片材、人造革、壁紙、地板革等。
圖 PVC軟質薄膜雨傘和PVC軟質薄膜旅館建筑
十、浸漬成型
浸漬成型也叫浸漬模塑,是熱塑性塑料的一種成型方法,把加熱到一定溫度的模具浸漬在配好的PVC糊料中,使模具表面形成一層PVC糊樹脂層,再加熱塑化成型。
圖 浸漬成型工藝制作的勞保手套
浸漬成型主要材料是聚氯乙烯(PVC),也可以使用其它材料,比如尼龍,硅樹脂,膠乳和聚氨酯等,但這些材料僅用于專門設計的應用。浸漬模塑工藝流程主要包括:預熱→浸塑→加熱塑化→冷卻。