Vistas: 0 Autor: Sitio Editor Publicar Tiempo: 2025-02-20 Origen: Sitio
| Tabla de contenido |
1. Introducción |
| 2. Consideraciones clave para seleccionar materiales de moldeo por inyección 2.1 Entorno de uso final del producto 2.2 Requisitos de rendimiento mecánico 2.3 Características de procesamiento 2.4 Requisitos de apariencia |
| 3. Categorías comunes de materiales de moldeo por inyección y sus características |
| 4. Consideraciones económicas en la selección de materiales |
| 5. Consideraciones para requisitos especiales |
| 6. Conclusión |
1. Introducción
'El mismo molde, pero cambiar el material causó que la tasa de rendimiento se desplomara del 95% al 62%. ' Esta fue una lección real que aprendimos al depurar un nuevo proyecto para un cliente de aparatos de origen. La elección del material no se trata simplemente de 'plástico ' versus 'más caro de plástico '; Determina directamente la vida útil del producto, la seguridad y los costos de producción. Las estadísticas muestran que el 60% de los defectos de moldeo por inyección (como grietas, deformación y diferencias de color) están relacionados con el uso indebido del material, y la tasa de desgaste de los mohos puede aumentar 2-3 veces debido a las diferencias en la flujo de materiales. Con 23 años de experiencia en tecnología de moldeo por inyección, entendemos profundamente que la selección de materiales científicos equivale al 50% de garantía del rendimiento del producto más el control del 30% sobre los costos.
Al seleccionar materiales de moldeo por inyección, se deben considerar múltiples factores clave para garantizar que el producto final no solo cumpla con los requisitos de diseño sino que también funcione de manera estable en escenarios de uso reales. Las siguientes son varias dimensiones centrales de consideración.
2.1 Entorno de uso final del producto
Rango de tolerancia a la temperatura
Escenarios de alta temperatura: si el producto debe exponerse a temperaturas superiores a 80 ° C durante largos períodos (como componentes alrededor del motor de un automóvil), el ABS estándar se suavizará y se deformará (HDT solo 95 ° C). Debe actualizarse a PA66 (HDT 250 ° C) o LCP resistente a la alta temperatura (HDT 280 ° C).
Escenarios de baja temperatura: en entornos inferiores a -30 ° C (como cajas de logística de cadena de frío), la fuerza de impacto de HDPE es tres veces mayor que la de PP, evitando la fragilidad de baja temperatura.
Exposición química
Medios corrosivos fuertes: las válvulas químicas en contacto con ácido sulfúrico concentrado deben usar PTFE, que tiene una resistencia de ácido y álcali muy superior en comparación con PP/PE.
Ambientes de aceite: Fluoroelastomer (FKM) se recomienda para mangueras de aceite automotriz; NBR estándar aumentará del 10% -15% después de la inmersión prolongada del aceite.
Uso al aire libre/interior
Áreas sensibles a los rayos UV: si los accesorios de iluminación al aire libre usan ABS no modificados, estarán amarillos y en polvo dentro de un año; ASA con estabilizadores UV agregados puede mantener el color durante cinco años sin cambios significativos.
Impacto de la humedad: el nylon (PA6/PA66) puede absorber la humedad, causando cambios dimensionales de hasta 1.5%, lo que requiere refuerzo de fibra de vidrio o recubrimiento de superficie (como soportes de limpiaparabrisas automotrices).
2.2 Requisitos de rendimiento mecánico
Fuerza y rigidez
Componentes estructurales de alta carga: para componentes como los brazos de drones, el 30% de PA6 reforzado con fibra de vidrio (resistencia a la tracción> 180MPA) debe seleccionarse en lugar de PC no reforzada (solo 65MPA).
Caso de rigidez insuficiente: una base para electrodomésticos con caderas (módulo de flexión 2.3GPA) condujo a la deformación; Cambiar al 20% de PP lleno de minerales (Módulo 3.8GPA) aumentó los costos en solo un 5%.
Resistencia al impacto
Resistencia al impacto de baja temperatura: la elección preferida es la aleación de PC/ABS (resistencia al impacto con muescas 50kJ/m²), que es más adecuado para los paneles automotrices que el ABS puro (20kJ/m²).
Advertencia: la PC es propensa a la hidrólisis y la fragilidad en entornos húmedos y debe secarse a un contenido de humedad de <0.02% (como las carcasas de dispositivos médicos).
Resistencia al desgaste
Piezas de fricción como engranajes y rodamientos: priorice POM, que tiene un coeficiente de fricción dinámica de solo 0.15-0.25, 40% más bajo que PA66.
Modificación resistente al desgaste: agregar al 15% de PTFE o disulfuro de molibdeno (MOS₂) puede reducir las tasas de desgaste en más del 50% (por ejemplo, deslizadores de impresoras).
2.3 Características de procesamiento
Flujo de flujo (índice de flujo de fusión, MFI)
Piezas de pared delgada (espesor <0.5 mm): debe usar materiales de alto flujo (como LCP, MFI> 200 g/10 minutos) para evitar un aumento del 80% en el riesgo de disparo corto.
Costo de flujo insuficiente: un determinado conector electrónico utilizando PA66 estándar (MFI 15G/10 minutos) tuvo un rendimiento de solo 65%; El cambio a PA66 de alta velocidad de inyección (MFI 60G/10 minutos) aumentó al 92%.
Ciclo de moldeo
Materiales de cristalización rápida (como PBT): el tiempo de enfriamiento es 30% más corto que el de ABS, lo que lo hace adecuado para la producción a gran escala (como conectores).
Asociación de costos: si el ciclo de moldeo de material se extiende en 5 segundos, un pedido de 100,000 piezas incurrirá en 28 horas adicionales de costos de tiempo de la máquina.
Tasa de contracción
Engranajes de alta precisión: deben usar materiales de baja Shrinkage (como POM con una tasa de contracción de 1.8%-2.5%), y los diseños de moho deben permitir una cantidad de compensación de 0.5%-1.2%.
Caso de contracción no controlada: un cierto equipo de precisión tenía malhadro deficiente debido a la contracción excesiva de PP (1.6%-2.2%); El cambio a POM controló la tolerancia dentro de ± 0.02 mm.
2.4 Requisitos de apariencia
Brillo superficial
Superficies de alto brillo (como el empaque cosmético de alta gama): debe usar ABS (brillo> 95gu), evitando las caderas (brillo <80gu).
Compatibilidad de pulverización: la adhesión de las aleaciones de PC/ABS es tres veces mayor que la de PC pura, lo que la hace más adecuada para rejillas automotrices que requieren pulverización secundaria.
Requisitos de color
Productos oscuros (como carcasas de electrodomésticos negros): puede agregar 2%-5%de masterbatch negro de carbono, pero tenga en cuenta que el negro de carbono puede reducir la tenacidad del material (la resistencia al impacto disminuye en un 15%-20%).
PRECAUCIÓN Con piezas ligeras/blancas: un determinado fabricante de juguetes usó un 30% de PP reciclado, lo que condujo a una diferencia de color ΔE> 5 (el estándar requiere ΔE <2).
Transparencia
PC de grado óptico: transmitancia de luz> 90% (espesor de 3 mm), neblina <1%, adecuada para gafas y pantallas LED.
Advertencia de procesamiento: los materiales transparentes deben controlar la temperatura del moho (± 3 ° C, la fluctuación puede causar rayas), y los mohos deben ser pulidos por espejo (RA <0.01 μm).
En El moldeo por inyección , diferentes categorías de materiales se usan ampliamente debido a su rendimiento y diferencias de aplicación. Según el rendimiento y el uso, los materiales de moldeo por inyección generalmente se pueden dividir en cuatro categorías principales: plásticos generales, plásticos de ingeniería, plásticos de alto rendimiento y plásticos especiales. A continuación se presentan las características principales y los escenarios aplicables de estos materiales:
(1) Plásticos generales: la opción preferida para la producción de bajo costo y alto volumen
PP (polipropileno)
Características del núcleo: baja densidad (0.9g/cm³), resistente a los ácidos y álcalis, certificación de grado alimenticio fácilmente aprobado.
Ventajas: Costo más bajo (aproximadamente 12-15 yuanes/kg), adecuado para envases desechables y necesidades diarias (como cajas de almacenamiento, tazas).
Limitaciones: resistencia a la temperatura <100 ° C, mala resistencia al impacto (resistencia al impacto con muescas solo 3kJ/m²).
PE (polietileno)
Opciones de subcategoría:
HDPE (alta densidad): alta rigidez, adecuada para tapas de botella y barriles químicos;
LDPE (baja densidad): alta flexibilidad, utilizada para mangueras y película adhesiva.
Debilidad crítica: mala resistencia al agrietamiento del estrés ambiental (propenso a grietas cuando está en contacto con los detergentes).
PS (poliestireno)
Versión transparente (GPPS): transmitancia de luz> 90%, pero muy frágil (fuerza de impacto 2kJ/m²), utilizada solo para cubiertos desechables y casos de CD.
Versión endurecida (caderas): agrega partículas de goma para mejorar la tenacidad (fuerza de impacto 8kJ/m²), adecuada para revestimientos de refrigerador y carcasas de juguetes.
(2) Ingeniería de plásticos: el punto de equilibrio entre el rendimiento y el costo
ABS (copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno)
Etiqueta de rendimiento: excelentes propiedades mecánicas generales (resistencia a la tracción 40MPa, resistencia de impacto 20kJ/m²), fácil de electroplacar/rociar.
Aplicaciones típicas: carcasas de electrodomésticos (paneles de aire acondicionado, aspiradoras), interiores automotrices.
Punto de dolor: mala resistencia al clima (necesita una mezcla ASA para uso al aire libre).
PC (policarbonato)
Punto alto: alta transparencia y resistencia al impacto (resistencia al impacto con muescas 60kJ/m²), adecuado para cascos de seguridad y escudos antidisturbios.
Flaw crítico: propenso a la hidrólisis (burbujas fácilmente con humedad> 0.02% durante el procesamiento de alta temperatura), debe estar precipitado durante 4 horas (120 ° C).
Solución alternativa: aleación de PC/ABS (reducción de costos del 20%, 30% de flujo mejorada).
PA (nylon, poliamida)
PA6 vs PA66:
Índice |
PA6 | PA66 |
Punto de fusión |
220 ° C |
265 ° C |
Absorción de humedad |
2.7% |
2.5% |
| Escenarios aplicables | Engranajes, líneas de pesca |
Sartenes de aceite automotriz, tiritas |
Refuerzo de fibra de vidrio: PA66 + 30% GF Resistencia a la tracción> 200 mPa, pero aumenta el desgaste del moho (cada 10% de contenido de fibra de vidrio reduce la vida útil del moho en un 15%).
(3) Plásticos de alto rendimiento: la solución final en entornos extremos
POM (polioximetileno, acetal)
Rey de la fricción: coeficiente de fricción dinámica de solo 0.15, autocrídico, utilizado para engranajes y rodamientos.
Trap de contracción: la tasa de contracción puede alcanzar el 2.2%, lo que requiere un diseño de compensación de moho para componentes de alta precisión.
Peek (cetona de poliéter éter)
Techo de rendimiento: resistencia a la temperatura de 260 ° C, calificación V-0 de retardante de llama, resistente a la radiación, certificado para implantes médicos (como dispositivos de fusión espinal).
Advertencia de costos: Precio alrededor de 800-1200 yuanes/kg, requiere moldes especializados de alta temperatura (resistente a 380 ° C).
LCP (polímero de cristal líquido)
Rey de las paredes delgadas: excelente flujo (MFI> 200 g/10 minutos), tasa de rendimiento> 95% para bandejas de tarjetas SIM de teléfonos móviles de 0.2 mm de espesor.
Advertencia de anisotropía: la orientación de la cadena molecular conduce a que la resistencia transversal sea solo el 50% de la resistencia longitudinal (requiere optimización del diseño estructural).
(4) Plásticos especializados: opciones personalizadas para necesidades funcionales
TPE/TPU (elastómeros termoplásticos)
Campeón de flexibilidad: rango de dureza 60A-95A, utilizado para manijas y sellos sin deslizamiento.
Desafío de adhesión de moho: los materiales de alta viscosidad requieren moldes recubiertos con teflón (reduciendo la fuerza de desmoldeo en un 50%).
PMMA (acrílico)
Comitación óptica: transmitancia de luz 92% (mejor que la PC), pero muy frágil (resistencia al impacto solo 1.5kJ/m²), utilizada solo para cubiertas de lámparas y letreros.
Modificación resistente a los arañazos: Agregar recubrimiento de nano sio₂ (dureza de la superficie mejorada de 2H a 4H).
Al seleccionar materiales de moldeo por inyección, es esencial prestar atención no solo al rendimiento y la aplicabilidad de los materiales, sino también para considerar completamente los factores económicos para maximizar la rentabilidad al tiempo que cumple con los requisitos de rendimiento. Los siguientes son tres aspectos centrales de la consideración económica:
(1) Costos de materia prima: precio unitario ≠ costos totales
Tipo de material |
Precio unitario (yuan/kg) |
Estrategias de ahorro |
Caso típico |
General Plastics (PP) |
12-15 |
Optimización del grosor de la pared (de 2.5 mm a 1.8 mm, reduciendo los costos en un 28%) |
Una optimización diaria de la estructura de botella química ahorra 1,2 millones de yuanes anualmente |
Ingeniería de plásticos (ABS) |
20-25 |
Use ABS en áreas de carga, mezcle caderas en áreas sin carga |
El esquema de uso mixto de la carcasa de la impresora reduce los costos totales en un 15% |
Plásticos de alto rendimiento (mirada) |
800-1200 |
Usar solo para componentes críticos (como cabezas de tornillo de implante) |
Un determinado instrumento ortopédico utiliza la estructura compuesta de aleación de titanio + titanio reduce los costos en un 40% |
Los materiales reforzados con fibra de vidrio (como PA66 + 30% GF) tienen un precio unitario 10-15% más alto, pero debido a las mejoras de resistencia, el uso del material puede reducirse en un 20% -30%, manteniendo los costos totales equilibrados;
Precaución con los materiales reciclados: el 30%de PP reciclado reduce el precio unitario en un 25%, pero aumenta la tasa de desecho de diferencia de color en un 12%, aumentando los costos generales en un 8%.
(2) Costos de procesamiento: el juego de rendimiento y eficiencia
Factor de costo |
Magnitud de impacto |
Esquema de optimización |
Soporte de datos |
Ciclo de moldeo |
Extensión del ciclo de 1 segundo → 10,000 piezas aumenta el costo en un 7% |
Use materiales de cristalización rápida (como PBT es un 30% más rápido que PA66) |
Una fábrica de conector cambió a PBT, ahorrando 850,000 yuanes anualmente en tarifas de procesamiento |
Desgaste del molde |
Aumento cada 10% en el contenido de fibra de vidrio → la vida útil del moho disminuye en un 15% |
Surface Chrome/Ceramic Coating (extiende la vida 3-5 veces) |
Una cierta fábrica de piezas automotrices reduce los costos de reparación de moho en un 60% |
Consumo de energía |
Los materiales de alta temperatura (como Peek) consumen un 220% más de energía que ABS |
Use servo motor + sistema de corredores de acceso caliente (35% de ahorro de energía) |
Una fábrica médica redujo los costos de electricidad del 18% al 12% |
Los materiales de alto flujo (como LCP) pueden reducir el riesgo de disparo corto, aumentando los rendimientos al 95%, compensando la desventaja de ser un 20% más caro;
Los materiales con una tasa de contracción> 1.5% requieren un procesamiento secundario (como el recorte de CNC), aumentando los costos en 0.3-0.8 yuanes por pieza.
(3) Costos del ciclo de vida del producto: el iceberg invisible
Tipo de costo |
Escenarios de costo oculto |
Estrategia de selección de materiales |
Caso empírico |
Costos de reparación |
El equipo exterior tiene una tasa de reparación de rendimiento anual del 23% debido al envejecimiento del material |
Use ASA en lugar de ABS (resistencia a la intemperie mejorada 5 veces) |
Una vivienda en la calle redujo los costos de reparación de 500,000 yuanes/año a 80,000 yuanes/año |
Costos de reemplazo |
El desgaste del engranaje de electrodomésticos conduce al reemplazo de la unidad completa |
POM reemplaza a HDPE (aumenta la vida útil de 2 años a 8 años) |
Una cierta marca de reclamos de garantía reducido de la olla de arroz en un 70% |
Costos de reciclaje |
Las regulaciones de la UE EPR imponen una tarifa de 300 euros/toneladas en materiales no reciclables |
Use PP de un solo material (100% reciclable) |
Una cierta empresa de exportación evitó pagar 1,2 millones de yuanes en multas ambientales anualmente |
Costo total = Costo de material × Cantidad + Costo de procesamiento × Salida + (Reparación + costos de reciclaje) × vida
Ejemplo clásico:
Comparación de selección de material para el soporte automotriz del motor (ciclo de 10 años):
· Opción A: PA66 estándar, costo inicial 3.8 yuanes/pieza, pero reemplazó cada 2 años (costo total 3.8 × 5 = 19 yuanes)
· Opción B: PA66 + 50% GF, costo inicial 6.5 yuanes/pieza, vida útil 10 años (costo total 6.5 yuan)
→ La opción B, el costo total se reduce en un 65%.
En ciertas industrias o escenarios de aplicación específicos, la selección de materiales de moldeo por inyección debe cumplir con los requisitos especiales para garantizar que los productos logren estándares de funcionalidad, seguridad y cumplimiento regulatorio. A continuación se presentan varios requisitos especiales comunes y sus consideraciones correspondientes:
Requisitos de nivel de contacto de alimentos
Para los productos que entran en contacto directo con alimentos (como contenedores de alimentos, utensilios y materiales de embalaje), los materiales deben cumplir con las regulaciones de seguridad alimentaria.
Cumplimiento de la certificación de grado alimenticio: los materiales deben aprobar certificaciones como FDA o EFSA para garantizar que no liberen sustancias nocivas cuando se pongan en contacto con los alimentos.
Seguridad y estabilidad: elija materiales no tóxicos, insípidos y químicamente estables, como polietileno (PE), polipropileno (PP) y tereftalato de polietileno (PET). Estos materiales mantienen un rendimiento estable en entornos de alta o baja temperatura sin afectar la seguridad alimentaria.
Resistencia a alta temperatura: para los contenedores de alimentos que requieren calentamiento por microondas o esterilización a alta temperatura, los materiales deben poseer una buena resistencia al calor, como el polietileno de alta densidad (HDPE) o la polisulfona (PPSU).
Requisitos de retardantes de llama
Para aplicaciones como productos electrónicos, carcasas de electrodomésticos y materiales de construcción, el rendimiento de retardantes de la llama es un indicador de seguridad crucial.
Cumplimiento de la certificación de nivel de retardante de llama: elija materiales que cumplan con la certificación UL 94, como los materiales de grado V-0, que pueden autoextinguirse rápidamente en llamas abiertas y evitar la propagación de incendios.
Materiales de retardantes de llama comunes: como policarbonato de retardante de llama (PC) con retardantes de llama agregados, ABS-Retardante de llama y poliamida (PA). Estos materiales mantienen un rendimiento mecánico al tiempo que poseen excelentes propiedades de retardantes de llama.
Requisitos ambientales: la selección de materiales retardantes de llama modernos también debe considerar las regulaciones ambientales, como los ROHS de la UE y los estándares de alcance. Los materiales retardantes de llama sin halógenos (como PC/ABS sin halógenos) se están convirtiendo en la opción para más empresas, cumpliendo con las tendencias de retardantes y ambientales de llama.
Los requisitos para materiales en dispositivos y equipos médicos son particularmente estrictos, lo que requiere un equilibrio entre biocompatibilidad, seguridad y durabilidad.
Cumplimiento de las certificaciones médicas: los materiales de grado médico deben cumplir con los estándares ISO 10993 o USP Clase VI para garantizar que no sean tóxicos para el cuerpo humano.
Resistencia a la alta temperatura y la esterilización: los dispositivos médicos a menudo requieren esterilización de alta temperatura o desinfección química, por lo que los materiales deben poseer una buena resistencia a las altas temperaturas y la corrosión química, como la cetona de la cetona del éter poliéter (PEEK), la polisulfona (PSU) y el polipropileno de grado médico (PP).
Transparencia y resistencia al impacto: para dispositivos médicos que requieren observación o operación precisa (como jeringas y filtros de sangre), los materiales deben tener alta transparencia y resistencia al impacto, como policarbonato (PC) o metacrilato de polimetilo (PMMA).
Elegir los materiales de moldeo de inyección correctos es una decisión importante que requiere un conocimiento especializado y una amplia experiencia. En Alpine Mold, tenemos más de 20 años de experiencia en el diseño y fabricación de moldes de inyección, y entendemos profundamente las características y aplicaciones de varios materiales. Nuestro equipo técnico no solo es competente en las características de rendimiento de los diferentes materiales de moldeo por inyección, sino que también es experto en sopesar varios factores basados en las necesidades específicas de nuestros clientes para proporcionar las opciones óptimas de selección de materiales.
Hacemos hincapié en la importancia de la consultoría profesional y nos adhirimos a la filosofía del servicio de 'orientación profesional, optimización de costos. Nuestro asesoramiento profesional cubre no solo la selección de materiales sino también Optimización del diseño de moho y mejoras en el proceso de producción, ayudando a los clientes a lograr el mejor equilibrio entre la calidad del producto y los costos de producción.
Si tiene alguna pregunta sobre la selección de materiales de moldeo por inyección, no dude en comunicarse con nuestro equipo técnico. Dejar Alpine Mold Conviértase en su socio técnico de confianza, trabajando juntos para crear productos de alta calidad y moldeos de inyección competitivos.
