產品設計工藝知多少——浸漬成型

浸塑成型是工業產品中常見的一種成型工藝，大部分產品設計師在考慮產品成型中，會忽略浸塑成型的工藝。這種成型方式在一些情況下，可以避免拔模問題，在醫療、健身、工具、一次性產品領域都有廣闊的使用空間。大家好奇的避孕套，就是利用乳膠浸塑工藝進行生產的。

這種低成本生產熱塑性產品的方法被用來生產柔性和半剛性材料的幾何形中空材和板材。作為一種涂覆方法，該工藝可以在金屬零件上形成厚而明亮的絕緣層和保護層。

產品設計工藝知多少——浸漬成型

今天赫茲工業設計小編給諸位介紹一下塑料成型中的浸漬成型工藝：

工藝簡介

20世紀40年代，浸漬成型和浸涂工藝就已經被用于商業應用。我們的日常生活中有許多電氣、汽車和手工工具都采用了該工藝。即使如此，它仍然是許多人不熟悉的工藝。

浸漬成型使用范圍廣且成本低。柔性材料可以形成中空型材和大凹角，并且所有材料都可以形成板材型材。通過更換脫模劑，可以很容易將它轉化成涂覆工藝。聚氯乙烯（PVC）涂層常用于電子設備、金屬工具和手柄。

它通常只使用一個壓入式陽模，從而使成本降至最低。與熱成型（30頁）一樣，不與模具接觸的一面是平滑的，并可避免分割線、飛邊或劃痕。

產品設計工藝知多少——浸漬成型

浸漬成型廣泛應用于工業領域，包括汽車、礦業、船舶、醫療、航空航天等。由于PVC具有很高的電絕緣性能，大約60％的浸漬成型用于電氣絕緣套。

浸涂工藝可以用在工具和把手、游樂設備、戶外用具、線架（例如電冰箱和洗碗機中的線架）和電器外殼上。

浸漬成型與熱成型和注塑成型所生產的零件具有相似的幾何形狀。熱成型和浸漬成型的主要區別在于浸漬成型用于生產柔性零件，尤其是小批量生產零件，成型成本較低。另一個優點是可將柔性材料模制成空心型材和具有較大彎曲角度的零件。

塑料涂層方法包括浸涂和粉末噴涂。浸涂用在對舒適性和靈活性有要求的應用上，如把手

產品設計工藝知多少——浸漬成型

浸漬成型和涂層工藝生產的零件表面光滑無縫。單一的壓入式陽模使之沒有分模線、飛邊等或其他相關的缺陷。外表面（與零件不接觸的一面）常常帶有光澤，也可以是亞光或泡沫狀。

零件與模具接觸的一面很精確，壓紋細節和紋理將準確地呈現在這個面上。可以在模制后反轉零件，以使紋理在外面。

由于材料是液態的，在凝結過程中，它會像涂料一樣流掛下來。因此，零件底部的壁厚會稍微比頂部的厚。為了避免這個問題，可將模具在浸漬后倒轉，這也減少了在模制件底部形成的滴漏。

浸漬操作的速度和模具的溫度會影響模制零件的質量。如果模具溫度高，浸入速度慢，會出現蠕變線。另一方面，如果浸入速度太快，則會有氣泡形成。原型制造對計算最佳浸入速度和工具溫度至關重要。

設計機遇

產品設計工藝知多少——浸漬成型

該工藝的一個主要優點是模具成本非常低。因為沒有給模具加壓，所以磨損很小，因此模具可以被重復使用進行原型和實際生產。可以將多種模具安裝在一起同時浸漬，以大幅縮短周期。通常，該模具是機加工鋁或鑄鋁，并且它是一種壓入式陽模，對機器來說，比陰模更容易加工。

壁厚取決于兩個因素：模具溫度和浸漬時間（停留時間）。在合理的范圍內，高溫和長時間浸漬會產生厚壁部分。壁厚通常在1～5mm之間。

可以浸漬兩次，以產生兩層材料。這樣做的優點是可產生雙色和不同的硬度。除了明顯的美學優勢，雙浸可以提供功能優勢，如電絕緣，雙浸可耐磨損，避免材料變薄。

有許多鮮艷的顏色可供選擇，零件可制成亮光、亞光或像泡沫似的飾面。PVC也有透明、金屬、熒光和半透明可供選擇。

技術說明

浸漬成型工藝

產品設計工藝知多少——浸漬成型

浸漬成型工藝由預熱、浸漬和烘烤組成。自動化和連續生產速度很快，這3個階段同時進行，因為同時處理多個批次。

首先對工具進行清潔和預熱。烘箱溫度設置為300～400℃。預熱時間長短取決于模具質量，通常為5～20分鐘，一般模具由鑄造或機加工的鋁制成，也有的使用鋼和黃銅。

熱浸金屬模具涂有稀釋的有機硅溶液，用于浸漬成型，底涂底層涂料用于作浸涂。模具現在溫度介于80℃和110℃之間，位于盛放液態塑料PVC容器的上方。

容器上升，將模具浸沒到填充線。接觸時，塑料溶膠在模具表面上形成聚合PVC。壁厚迅速增大，在60秒內達到2.5mm。PVC在60℃聚合，厚度增大，聚合速度減慢。一旦PVC聚合，它不能回到液體狀態，因此不能直接回收。

液態聚合物的停留時間通常為20～60秒。為了增大壁厚，模具加熱時間更長，或使用鋼材，以便在更長時間里保持更高溫度。

將凝膠部分從塑料溶膠中取出并置于烘箱中以充分固化。有時倒置成型件，以便液體滴落返回，有時也不需要這么做。固化烤箱溫度設定為120-240℃，具體溫度取決于零件質量和壁厚。保持材料的溫度和柔韌性，使其更容易取出，特別是如果它有嚴重的凹角問題。通過把它放在水浴中冷卻去除凹角，將它的溫度降到處理溫度，然后用壓縮空氣分離零件。約24小時PVC完全固化。

設計注意事項

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此工藝僅適用于單一模具的成PVC材料會失去某些特征，如尖角。這將產生可變的壁厚，這是突出的細節會帶來的問題，因為這樣就不能有足夠的材料覆在它們的表面。

模具設計受到液體材料性質的影響。塑性PVC黏性很強，與熱金屬接觸時會凝膠化。因此，平面、底切和孔，如果沒有經過仔細設計，就會產生氣泡。氣泡會阻止進入的材料與熱金屬模具接觸，導致凹陷甚至孔洞中材料未充分凝膠化。相反，氣泡可能被故意設計以產生孔，否則這些孔需要進行二次沖孔操作。

為了避免氣泡，建議在與液體聚1合物表面平行的面上設計介于5°和15°之間的起模角。還建議劃定界限以促進塑料的流動。這類似于砂型鑄造（120頁），需要起模角度和圓角來避免熔融金屬中的氣泡。這意味著它可以被砂型鑄造，那么很有可能也會浸漬模具。

適用材料

用于浸漬成型和涂覆的最常用材料是PVC。其他材料，包括尼龍、用，但僅用于專業領域。很多添加劑被用來提高材料阻燃性能、耐化學性、抗紫外線穩定性和耐熱性，并降低食品毒性。增塑劑用量的多少取決于希望得到什么樣的硬度，它可以達到肖氏硬度A30～100，其中30非常軟，100為半剛性。

產品設計工藝知多少——浸漬成型

模具成本很低，周期短，多個模具同時生產可以大幅縮短周期。勞動力成本適中。

環境影響

PVC是最適合浸漬工藝的材料，因此被用于絕大多數的浸漬成型和涂層產品。近年來，由于二噁英在生產和焚燒過程中會釋放出有害的有機化合物，PVC對環境的有害程度一直在被調查中。

由于反應過程是單向的，所以膠凝材料不能在浸漬成型中重復使用。可以將其研磨并用于其他應用。