树脂加工的基础！关于注塑成型

树脂产品，也称为塑料产品，由于其质轻，结实，易于大批量生产，所以被广泛应用于日常用品、电子设备和机器外壳等领域。本文介绍一下树脂产品加工方法中最常用的注塑成型。

• 树脂加工-顶针痕

树脂产品背面常见的圆形痕迹就是顶针痕，如图所示。

树脂加工的成型条件是决定树脂零件质量的关键

在注塑成型过程中，将熔融状态的树脂在加压的同时注入到模具中，树脂充满模具，当树脂冷却凝固时，打开模具，取出生产完成的零件。但并不是说所有的注塑加工总是在相同条件下，注入相同的树脂就可以了。例如用锯子切断木材的时候，如果是软木材，不用太大的力就可以切断。但如果是硬质木材，就只能用力反复移动锯条一点一点地切割。这种差异被称为“加工的条件”。在树脂加工中，还必须根据所使用树脂材料的类型和形状，改变加工条件，如树脂浇注速度和填充压力。如果不选择适当的条件，可能会导致诸如树脂无法在模具中流动或树脂部件无法脱离模具等缺陷。此外，即使不是功能上的缺陷，也可能导致表面纹理不能顺利复刻，冷却后产生的树脂凹痕明显等外观缺陷。因此，在注塑成型过程中，试制阶段找到合适的成型条件是非常重要的。
树脂加工的成型条件有很多影响因素，下面介绍几种具有代表性的因素。

树脂零件的成形取决于树脂流入模具时的状态，温度和速度对此有很大影响作用。决定树脂流入模具状态的主要成型条件有以下三个。
・模具温度

对于一般注塑成型，模具温度在15℃～90℃。当模具温度较低时，流入的树脂从接触到模具部分就开始凝固。因此，如果树脂周围有不容易成形的部位，如较细的形状部，则应将模具温度设置的较高一些。然而，模具温度过高也会导致缺陷，如树脂凝固的时间变长，以及树脂产生的气体腐蚀模具等，也可以采取设置排气镶块等措施进行改善，但最好还是不要让模具的温度过高。
・树脂温度

注入到模具中的树脂温度也很重要。基本上温度越高，树脂的粘度就越低，因此树脂也更容易深入到模具的细小部位。但是如果温度过高的话，树脂会发生变质，冷却硬化时的体积差变大，这是造成“缩痕”凹陷的主要原因。此外，由于树脂粘度过低，树脂可能会流入顶针（EJECTOR PIN）和镶块、模具接缝中，从而形成毛刺。
・填充速度

理想的情况是，从树脂开始进入模具到填充结束，树脂以相同的速度填充，但实际上大多数情况下都很难实现。如果树脂流动太慢，就会发生树脂无法注满的短射，树脂流动痕迹会变成条纹，造成流痕等外观缺陷。相反，如果树脂流动过快，就会顺势损坏模具，摩擦会缩短模具的使用寿命。

在注塑成型中，将树脂注入模具后，从树脂冷却凝固到开模取出零件之间的成型条件也很重要。决定此时状态的代表性条件有以下两个。
・保压

在注塑成型中，当模具填充树脂后，喷嘴继续施加压力，这种压力称为保压。如果保压较低，肋背面的缩痕会很明显，冷却时收缩会变大，可能无法确保所需的尺寸。相反，过高的保压会产生毛刺或使成型零件无法脱模。
・冷却时间

虽然被加热的树脂溶解会变黏稠，但为了使树脂零件能够从模具中取出，必须冷却并使树脂凝固。这段时间叫做冷却时间。冷却时间越长，收缩就越大，尺寸就可能越小。此外，冷却时间在加工周期中占很大比例，因此冷却时间越长，加工周期就越长，从而导致产品成本上升。相反，如果冷却时间过短，则可能出现缺陷，诸如用顶针顶出零件时可能会发生变形。

注塑成型可以生产各种形状的零件，但有些形状不能生产，具有代表性的例子如下。
・薄壁形状
太薄的形状无法生产，因为粘性较强的树脂无法充分流入到模具中。根据树脂种类和形状，通常认为厚度在1MM以下就需要注意了。
・垂直壁
注塑成型需要一定的“拔模斜度”，以便将成形的零件从模具中剥离出来。因此，即使是看似垂直的立壁，也是向根部逐渐加粗的坡度形状。没有拔模斜度的垂直形状不能生产出来。
・底切
由于模具是向上和向下打开的，因此无法生产阻碍模具运动方向的形状。例如，立壁内部的凸起或侧面开孔。这样的形状被称为底切，通称“UNDER”，不能直接生产。
・没有R角的尖角
用于树脂成型的模具是通过机械加工雕刻而成金属块，并在其中添加各种模具零件而制成的。加工金属的工具都是圆角的，不能做出一个面与面相对的直角。因此，注塑成型也无法生产没有R角的尖形。另外，从树脂流动的视角来看，也不建议生产尖角形状。

• 树脂加工-卡爪

注塑成型基本上无法生产底切形状。但考虑到零件之间的组装关系，不少情况还是需要侧面的孔和爪等特征。这时可以使用一种叫做“滑块”的机构。滑块会随着模具开合而横向或倾斜移动，以生产出原来无法生产的形状。
此外，也可以使用被称为“镶块”的模具零件，用于排出熔化树脂产生的气体的排气孔，以及需要比其他部分更精细形状的部位。镶块是指镶嵌在模具中的零件，它具有降低模具加工成本、改善可维护性等作用。

注塑成型是最常见的一种树脂加工方法。熟悉注塑成型的方法及其特点有助于设计和开发更好的树脂零件形状。