注塑加工是一种通过加热熔融塑料原料，经高压注入模具型腔，冷却固化后成型为特定形状零件的批量生产技术。它具有高效、高精度、高重复性的特点，广泛应用于汽车、电子、家电、医疗、包装等行业，可生产从微小零件（如齿轮）到大型部件（如汽车保险杠）的各类塑料制品。

一、注塑加工的基本原理与流程

1. 核心原理

塑化：塑料颗粒在料筒内被加热至熔融状态，通过螺杆旋转搅拌实现均匀塑化。

注射：熔融塑料在柱塞或螺杆推动下，经喷嘴高速注入闭合的模具型腔。

保压与冷却：保持压力防止熔体回流，同时模具通过冷却水循环降温，使塑料固化成型。

脱模：模具打开，顶针推出成品，完成一个生产周期。

原料准备：根据产品需求选择塑料种类（如 ABS、PE、PP、PC 等），可能需干燥处理（如尼龙吸湿性强，需烘干）。

模具设计与制造：模具决定产品形状，需考虑流道设计、冷却系统、脱模斜度等，通常采用钢材（如 H13 模具钢）加工。

工艺参数设置：

温度：料筒温度、模具温度；

压力：注射压力、保压压力；

速度：注射速度、螺杆转速；

时间：冷却时间、保压时间。

后处理：修边、去毛刺、表面处理（如喷涂、电镀、丝印）、尺寸检测。

二、注塑加工的主要设备与模具

1. 注塑机

组成：

注射系统：料斗、料筒、螺杆 / 柱塞、喷嘴，负责塑化和注射。

合模系统：动模、定模、合模油缸，实现模具启闭和锁模（锁模力从几十吨到数千吨不等）。

液压 / 电动系统：提供动力，电动注塑机更节能、精度高。

控制系统：PLC 或计算机控制，调节工艺参数。

分类：

卧式注塑机：最常见，模具水平安装，适合大批量生产。

立式注塑机：模具垂直安装，占地面积小，适合嵌件成型（如插入金属件）。

角式注塑机：注射系统与合模系统垂直，适合不宜沿轴线方向注射的零件。

2. 注塑模具

结构：

动模：安装在注塑机动模板上，含顶出机构。

定模：固定在注塑机定模板上，含主流道入口。

核心部件：

型腔 / 型芯：决定产品形状；

流道系统：主流道、分流道、浇口，引导熔体均匀填充型腔；

冷却 / 加热系统：水管 / 油管回路，控制模具温度；

排气槽：排出型腔空气，避免缺料或气泡。

模具类型：

单型腔模具：一次成型 1 个零件，适合小批量或精密件。

多型腔模具：一次成型多个零件（如 2 腔、4 腔、64 腔），提高生产效率。

热流道模具：流道内塑料保持熔融状态，无浇口废料，节省材料，适合大批量生产（如矿泉水瓶瓶盖）。

三、注塑加工的优势与局限性

1. 主要优势

高效率批量生产：单个周期可短至 10 秒，适合百万级规模生产（如一次性餐具、手机壳）。

复杂形状成型能力：可成型带螺纹、侧孔、薄壁（厚度＜0.5mm）、嵌件的复杂零件，减少组装工序。

材料适应性广：几乎所有热塑性塑料（如 ABS、PC、PE）和部分热固性塑料（如环氧树脂）均可加工。

高精度与一致性：尺寸公差可达 ±0.05mm，表面粗糙度 Ra≤1.6μm，适合精密零件（如齿轮、医疗导管接头）。

2. 局限性

前期成本高：模具设计与制造费用高（复杂模具成本可达数百万元），适合大批量生产分摊成本。

材料限制：热固性塑料需高温固化，加工难度大；部分高粘度材料（如 PTFE）需特殊设备。

设计约束：需考虑脱模斜度（通常 3°~5°）、壁厚均匀性（避免缩水），复杂内腔可能需滑块 / 斜顶结构，增加模具复杂度。

四、注塑加工的应用领域与典型产品

1. 汽车行业

应用场景：内外饰件（保险杠、仪表盘、门把手）、结构件（齿轮箱、电机端盖）、功能件（油箱、空调部件）。

材料：PP（耐冲击）、PA（高强度）、PC/ABS（高耐热）。

2. 消费电子

应用场景：手机外壳、笔记本电脑键盘、充电器外壳、家电面板（如冰箱抽屉）。

特点：高精度（如手机壳公差 ±0.03mm）、表面处理需求高（如哑光、防指纹涂层）。

3. 医疗行业

应用场景：注射器、输液器、医用容器、体外诊断试剂卡壳。

要求：材料需符合 FDA/ISO 10993 标准（如医用级 PP、PE），模具需镜面抛光（Ra≤0.2μm），避免细菌残留。

4. 包装行业

应用场景：饮料瓶（PET 注塑吹瓶）、食品容器（PP 餐盒）、瓶盖（PE-HD）。

技术：常采用热流道模具 + 高速注塑，生产效率可达每分钟数百件。

5. 其他领域

航空航天：轻量化部件（如碳纤维增强尼龙支架）；

玩具 / 日用品：儿童玩具、垃圾桶、衣架；

工业零件：轴承保持架、管道接头、密封圈。

六、注塑加工的技术趋势

智能化与自动化：

引入 AI 算法优化工艺参数，实时监控熔体压力、温度数据；

搭配机器人自动取件、质检、分拣，实现 “无人化注塑单元”。

绿色制造：

开发生物基塑料（如 PLA、PBAT）注塑技术，减少碳排放；

推广热流道模具和废料回收系统，降低材料浪费（传统冷流道废料率约 5%~10%）。

精密与微成型：

微注塑机（锁模力＜10 吨）加工微米级零件（如医疗微流控芯片、光学透镜），精度达 ±1μm；

纳米注塑技术（NMT）实现金属与塑料一体化成型（如手机金属中框嵌塑）。

多材料共注塑：

双色注塑（如透明盖 + 有色本体）、包胶注塑（如软胶手柄 + 硬胶基体），减少组装工序。