嵌件注塑加工是一种塑料加工技术,它通过将金属、玻璃、陶瓷或其他材料制成的嵌件,在注塑过程中嵌入塑料制品内,实现不同材料的结合,从而获得具有特定性能和功能的产品。其原理是先将嵌件准确放置在
注塑模具的特定位置,合模后,把熔融状态的塑料注入模具型腔,塑料在流动过程中填充模具并包裹嵌件,经过冷却固化后,与嵌件牢固结合成一体。
嵌件注塑可将塑料的成型性、绝缘性与金属的高强度、高导电性等特性结合,制造出综合性能优良的产品。例如,在汽车电子连接器中,金属嵌件提供电气连接和机械强度,塑料部分则起到绝缘和保护作用,使产品既能稳定传输电流,又能防止短路。
对于一些需要承受较大外力或有较高结构强度要求的塑料制品,嵌件的加入可显著增强其强度和刚度。像工具手柄中嵌入金属骨杆嵌件,能有效防止手柄在使用过程中变形或断裂,提升耐用性。

在电子、电气产品中,通过嵌入金属片、线、板等嵌件,可实现导电、屏蔽等功能。如手机外壳注塑时嵌入金属屏蔽罩,能减少电磁干扰,保证信号稳定。
部分产品采用嵌件注塑工艺,可将原本需要多个部件装配的结构,通过一次注塑成型实现,减少装配工序,提高生产效率。例如一些小型电器的外壳与内部金属连接件,通过嵌件注塑可直接成型,无需后续复杂装配。
材料选择:根据产品使用要求和性能需求,选择合适的嵌件材料,如金属(铜、铝、钢等 )、陶瓷、玻璃或其他特殊材料。金属嵌件中,铜合金机械强度高、易加工但热胀系数与塑料差异大;铝的热胀系数与塑料较匹配,结合牢固但强度相对较低。
加工定制:对选定的嵌件材料进行加工,通过切割、研磨、钻孔、冲压等工艺,使其尺寸、形状符合设计要求。同时,为增强嵌件与塑料的结合力,常对嵌件表面进行滚花、加工沟槽、喷砂等处理,增大摩擦力和接触面积。
设计要点:模具需设计专门的嵌件定位和固定装置,确保嵌件在注塑过程中位置准确、不发生位移。合理规划流道系统,使塑料熔体能够均匀、顺畅地填充模具型腔并包裹嵌件,减少熔接线、气穴等成型缺陷。此外,冷却系统的设计也至关重要,要保证模具冷却均匀,缩短成型周期。

制造要求:采用高精度加工设备制造模具,保证模具的尺寸精度和表面质量。模具表面粗糙度要符合要求,以确保成型产品的外观质量,同时要保证模具的强度和耐用性,满足批量生产需求。
原料准备:根据产品性能要求,选择合适的塑料原料,如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物(ABS)等 ,并进行干燥等预处理,去除原料中的水分,防止成型过程中出现气泡等缺陷。
注塑参数设定:根据塑料原料特性、产品结构和模具情况,设定合适的注塑参数,包括注射温度、注射压力、注射速度、保压压力、保压时间、冷却时间等。例如,注射温度需保证塑料处于良好的熔融状态,注射压力要足以使塑料熔体充满模具型腔。
注塑操作:将嵌件准确放置在模具型腔内的预定位置,合模后,将熔融塑料注入模具。注塑过程中,密切监控注塑设备的运行状态和工艺参数,确保注塑过程稳定。

脱模:当塑料在模具型腔内冷却固化到一定程度后,开启模具,通过顶出机构等将成型产品从模具中脱出。
修整:去除产品上的毛刺、飞边等,对产品外观进行初步处理,使其表面光滑、整洁。
检验:按照产品质量标准,对产品进行尺寸精度、外观质量、性能等方面的检验。检查嵌件与塑料的结合是否牢固,产品是否存在裂纹、气孔、变形等缺陷。
包装:对检验合格的产品进行包装,选择合适的包装材料和方式,防止产品在运输和储存过程中受到损坏。
广泛应用于各类电子产品外壳、内部连接件、接插件、开关、插座等。如电脑笔记本外壳中嵌入金属嵌件,增强其结构强度和电磁屏蔽性能;手机充电器插头部分通过嵌件注塑实现金属插脚与塑料外壳的牢固结合。
用于制造汽车零部件,如汽车仪表盘、车门把手、方向盘、发动机周边塑料部件等。例如汽车仪表盘内嵌入金属或塑料嵌件,用于安装仪表、传感器等部件,同时提高仪表盘整体的强度和稳定性。
在一些机械零件的手柄、外壳等部位应用,如电动工具手柄通过嵌件注塑,嵌入金属或硬质塑料嵌件,提升手柄握持的舒适性和强度,便于操作和承受较大外力。

常见于一些家居日用品,如塑料家具的连接件、卫浴产品的塑料部件等。例如塑料椅子的腿部与座面连接部位采用嵌件注塑,增强连接强度,延长使用寿命。
在注塑过程中,嵌件可能因模具定位不准确、注塑参数设置不当(如注射速度过快、压力过大 )等原因发生位移,导致产品不合格。解决措施包括优化模具设计,采用更精准的定位装置;合理调整注塑参数,控制塑料熔体的流动速度和压力。
塑料熔体在流动过程中,遇到嵌件等障碍物分流后再汇合,易形成熔接线,影响产品外观和强度。可通过调整模具温度、优化注射速度和压力,使塑料熔体更好地融合;对产品进行后处理,如热处理或机械加工,减轻熔接线痕迹。
模具排气不良或塑料受热分解产生气体,会在产品内部形成气穴,影响产品质量。需确保模具排气系统畅通,合理设计排气槽;优化注塑参数,使塑料熔体在填充过程中顺利排出气体,必要时可采用真空辅助成型技术。
嵌件与塑料结合不牢固,可能是由于嵌件表面处理不当、塑料与嵌件材料相容性差等原因。可通过改进嵌件表面处理工艺,选择合适的塑料原料和添加剂,改善两者之间的结合性能。
