塑料成型方法及模具設計
氣輔成型:氣輔成型並不是壹項新技術，但近年來發展很快，出現了壹些新方法。液化氣輔助註射是將預熱的特殊可汽化液體註入塑料熔體中，液體在模腔內受熱汽化膨脹，使其中空，並將熔體推向模腔表面。這種方法可用於任何熱塑性塑料。振動氣體輔助註射是通過振動制品的壓縮氣體，對塑料熔體施加振動能量，從而控制制品的微觀結構，提高制品的性能。有的廠家可以把氣輔成型用的氣體轉換成更薄的產品，或者生產質量更高、成本更低的大型中空產品，但關鍵點是漏水。
推拉成型模具:在模腔周圍設置兩個或兩個以上的通道，並與兩個或兩個以上的可往復運動的註射裝置或活塞相連。在註射後熔化物凝固之前，註射裝置的螺桿或活塞在推拉式模腔中來回移動熔化物。這種技術被稱為動壓保持技術，其目的是避免傳統成型方法成型厚制品時會出現收縮大的問題。薄殼產品通過高壓成型。薄殼產品壹般是長流量比的產品，多采用多點澆口的模具。但多點澆註會造成熔接痕，影響壹些透明產品的視覺效果。單點澆註不易充滿模具型腔，可采用高壓成型技術成型。比如F16戰鬥機的座艙就是用這種技術生產的，這種技術已經用於生產PC汽車擋風玻璃。高壓成型的註射壓力壹般在200MPA以上，所以模具材料也要有高強度和高楊氏模量的剛性。高壓成型的關鍵是模具溫度的控制，要註意模具型腔排氣的順暢。否則高速註塑會導致排氣不暢，燒焦塑料。
熱流道模具:熱流道技術越來越多的應用在多腔模具中，其動態入口技術是模具技術中的壹個亮點。也就是說，通過針閥調節塑料的流量，可以為每個澆口設定註射時間、註射壓力等參數，從而達到平衡註射，獲得最佳的質量保證。針閥可以通過液壓驅動活塞實現動態無級運動，針閥的位置決定了註射流量和壓力。通道內有壓力傳感器，可以連續記錄通道內的壓力，進而控制針閥位置，調節熔體壓力。
熔芯註射成型的模具:這種方法是將低熔點合金制成的易熔芯放入模具中，作為註射成型的鑲件。然後加熱包含可熔芯的產品以移除可熔芯。這種成型方法用於形狀復雜的中空制品，如汽車油管、供排氣管等復雜的中空塑料件。用這種模具成型的產品還包括:網球拍手柄、汽車水泵、離心式熱水泵、航天器油泵等。
註射/壓縮成型模具:註射/壓縮成型可以產生低應力。對於光學性能好的產品，工藝流程如下:合模(但動模和定模沒有完全合上，為後期壓縮留有空隙)、註射熔體、二次合模(即壓縮使熔體在模具內密實)、冷卻、開模、脫模。在模具設計中，需要註意的是合模初期模具並不是完全閉合的，所以為了防止註射時溢出，模具中要設計防止溢出的結構。
疊層模具:在合模側布置多個型腔，而不是在同壹平面上布置多個型腔，可以充分發揮註射機的塑化能力。這種模具壹般用於熱流道模具，可以大大提高效率。
層狀制品註塑模具:層狀制品註塑模具具有* * *擠出成型和註塑成型的特點，可在制品上實現任意厚度材料的多層組合，每層厚度可小至0.1 ~ 10 mm，層數可達數千層。這種模具實際上是註塑模具和多級擠出模具的組合。
模具滑移成型(DSI):這種方法可用於成型中空產品或各種材料的復合產品。工藝如下:合模(對於中空制品，此時兩個型腔在不同位置)，分別註射，將模具移至兩個型腔，中間註射兩個型腔結合的樹脂。與吹塑制品相比，該方法成型的制品具有良好的表面精度、較高的尺寸精度、均勻的壁厚和設計。
鋁模具:塑料制造技術的壹個突出點是鋁金材料的應用。Corus公司開發的鋁合金塑料模具使用壽命可達30萬次以上，PechineyRhenalu公司使用其MI-600鋁材制造塑料，使用壽命可達50萬次以上。
模具制造
高速銑削:目前高速切削已經進入精密加工領域，定位精度已經提高到{+25UM}。靜壓軸承高速電主軸的回轉精度在0.2um以下，機床主軸轉速可達100.000r/min。帶有空氣靜壓軸承的高速電主軸旋轉達200度。00r/min的快速進給速度可以達到30 ~ 60m/min，如果采用大導軌和滾珠絲杠、高速伺服電機、直線電機和精密直線導軌，進給速度甚至可以達到60 ~ 120m/min。換刀時間減少到12s，粗糙度Ra
激光焊接:可用激光焊接設備修復模具或熔覆金屬層以增加模具的耐磨性，激光熔覆後的模具表層硬度可達62HRC。微焊接的時間僅為10-9秒，因此可以防止熱量傳遞到焊點的相鄰區域。采用普通激光焊接工藝。工作時，距離焊點15mm處的溫度可達150~200C，而采用微焊接技術時溫度僅為36C。這樣不會引起材料的金相組織和性能的變化，也不會產生翹曲變形或開裂等問題。
電火花銑削:也稱為電火花創成加工技術。它使用高速旋轉的簡單管狀電極來進行二維或三維輪廓加工，因此不再需要制造復雜形狀的電極。
三維微機械加工(DEM)技術:DEM技術克服了LIGA技術加工周期長、價格高等缺點，集深腐蝕、微電鑄、微復制三大主要工藝於壹體。它可以生產厚度僅為100 μm的齒輪等微型零件的模具。
三維型腔精密成形與鏡面電火花加工集成技術:采用在普通煤油工作液中添加固體細粉的方法，增加光整電極間距，降低電-氣效應，增加放電通道的分散性，使排屑良好，放電穩定，提高加工效率，有效降低加工表面粗糙度。同時，混粉工作液還能在模具工件表面形成硬度較高的塗層，提高了模具型腔表面的硬度和耐磨性。
模具表面處理和強化
為了提高模具的壽命，除了常規的熱處理方法外，以下是壹些常用的模具表面處理和強化技術。
化學處理:其發展趨勢是從單壹元素滲透到多元，到多元滲透和復合滲透，從壹般的擴散和擴散到化學氣相沈積(PVD)和物理化學氣相沈積(PCVD)。
離子滲透、離子註入等。
激光表面處理:1利用激光束獲得極高的加熱速度，實現金屬材料的表面淬火。表面獲得非常細小的高碳馬氏體晶體，硬度比常規淬火層提高15% ~ 20%，而中心組織不會發生變化。2.高性能表面硬化層是通過激光表面重熔或表面合金化獲得的。比如用CrWMn復合粉合金化後，其體積磨損是淬火CrWMn的1/10，使用壽命提高了14倍。3.激光熔化處理是利用高能量密度的激光束熔化金屬表面，進行組織淬火，使金屬表層形成壹層液態金屬的激冷組織。因為表面層被非常快速地加熱和冷卻，所以獲得的結構非常精細。如果通過外部介質使冷卻速度足夠高，可以抑制晶化過程，形成非晶態，所以也叫激光熔化-非晶化處理，也叫激光施釉。
稀土元素表面強化:這可以改善鋼的表面結構和物理、化學、機械性能，滲速提高25% ~ 30%，處理時間縮短1/3以上。常見的有稀土碳氮共滲、稀土碳氮共滲、稀土硼碳氮共滲、稀土硼鋁共滲等。
化學鍍:是還原沈澱Ni-P，Ni-B等。用化學測試儀在金屬表面的溶液中，從而獲得Ni-P、Ni-B等合金鍍層。在金屬表面。為了提高金屬的機械性能、耐蠟燭性和工藝性能，又稱為自催化還原鍍和化學鍍。
納米表面處理:固體表面材料是以納米材料等低維非平衡材料為基礎，以特定的加工工藝為基礎，通過特定的加工工藝對固體表面進行強化或賦予新的功能。(1)納米復合塗層是在傳統的電遷移溶液中添加零維或壹維納米顆粒粉體材料形成的。納米材料也可用於耐磨復合塗層。例如，在NI-W-B非晶復合鍍層中添加N-ZrO _ 2納米粉體材料，可以提高鍍層在550-850℃的氧化性能，鍍層的耐蝕性提高2-3倍，耐磨壽命和硬度也有明顯提高。(2)納米結構塗層在強度、韌性、耐蝕性、耐磨性、抗熱疲勞性等方面都有顯著提高，壹個塗層可以同時具備上述性能。
快速原型和快速成型
快速成型和快速制模是新產品開發中的壹項重要技術。過去，人們總認為快速制模僅限於小批量試制。然而，近年來，快速模具也在努力制造中等批量，甚至大批量的準耐用金屬模具。
噴射成型工藝是在原型表面形成金屬噴射層，然後對噴射層進行加固，去除噴射層，得到金屬模具。采用高熔點噴塗材料，模具表面硬度可達63HRC。
金屬模具直接快速制造(DRMT)的方法主要有以激光為熱源的選擇性激光燒結(SLS)、激光熔化沈積(LENS)、以等離子弧為熱源的沈積(PDM)、噴射成形三維打印(3DP)、金屬薄板LOM技術等。提高了SLS成型的精度。收縮率從1%降低到0.2%以下。雖然透鏡制造的零件密度和機械性能比SLS法有很大提高，但仍有5%左右的孔隙率。只適合制造簡單的幾何零件或模具，由於未熔化顆粒的附著，表面質量不會太高。
形狀沈積制造(SDM)利用焊接原理熔化焊接材料(絲狀)，利用熱噴塗原理使超高溫熔滴逐層沈積成形，實現層間金屬化結合，可避免上述基於層壓原理的RT技術帶來的精度低、表面質量差、綜合力學性能低等問題。
快速制模技術是在與傳統加工技術的競爭中產生和發展起來的，但銑削速度高達100.000r/min。表面精度的優秀高速銑削技術已成為DRMT技術的最大競爭對手。