“以塑代钢”工艺简述:塑料材料在各个领域的设计灵活性和成本效益


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优 势


1、重量减轻:

         塑料一般比钢材轻,使用塑料可以显著降低产品的重量。这在汽车和航空行业尤其重要,因为减轻重量可以提高燃油效率和降低排放。


2、成本效益:

         塑料材料通常比钢材便宜,加工成本也较低。此外,塑料的成型工艺如注塑可以大量生产复杂的零件,进一步提高生产效率和降低成本。


3、设计灵活性:

         塑料易于加工和成型,可以制造出各种形状和尺寸的产品,为设计师提供了更大的设计自由度。


4、耐腐蚀性:

         塑料具有较好的耐腐蚀性,不像钢材那样容易生锈,因此在一些化学性质较为恶劣的环境中,塑料可能是更好的选择。


5、绝缘性:

         塑料是优良的绝缘材料,适合用于电子设备和电气产品的外壳和部件。






         裕克施乐.太仓致力于打造可持续发展的企业,我们按照集团碳中和方案以及裕克施乐2023~2030年可持续发展战略开展各项工作,定期核算能源使用以及碳排放信息,并以结构化的方式识别和不断开展节能降碳活动,推动供应链绿色发展,以保护全球气候和生物多样化。


1、市场规模持续扩大

         根据的数据显示,2017年中国注塑制品行业市场规模为5191.00亿元,到2021年增长至5929.49亿元,显示出行业的持续增长态势。


2、下游应用领域广泛

         注塑制品不仅在传统领域有着广泛的应用,如家电、汽车等,还逐渐拓展到新能源、智能家居、物联网等新兴产业,市场需求日益增长。


3、轻量化趋势推动需求增长

         在汽车行业,“以塑代钢”已成为轻量化发展的重要途径之一。塑料材料的使用有助于降低车辆重量,提高燃油效率和降低排放,这符合全球范围内对于节能减排的要求。


4、行业集中度提升

         尽管国内改性塑料企业数量众多,但规模企业较少,行业集中度有待提升。大型外资企业在高端市场占据主要地位,而内资企业正通过加大研发投入和技术创新,逐步向高端市场渗透。


5、技术创新和新材料开发

         为了满足不断变化的市场需求,注塑制品行业正不断推动技术创新和新材料的开发。例如,使用改性塑料如PPS等高性能材料,这些材料在耐热性、机械强度等方面逐渐接近甚至超越传统金属材料。


6、环保和可持续性问题

         随着全球对环保和可持续发展的重视,注塑制品行业也在努力解决塑料废弃物的处理和回收问题,以及开发可降解和环保型材料。


7、市场竞争和挑战

         注塑制品行业面临着原材料价格波动、用工成本上涨、市场竞争加剧等挑战,需要企业不断提高自身的竞争力和市场适应能力。






“以塑代钢"的设计要求


材料选择:

  • 1:需要选择具有高强度,高刚性,良好的耐热性、耐化学性和加工性能以及高成本效益的塑料,如PEEK(聚醚醚酮)、POM(聚甲醛)、PA(尼龙)、PTFE(聚四氟乙烯)等。
  • 2: 使用增强塑料,如玻璃纤维增强塑料(GFRP)或碳纤维增强塑料(CFRP),以提高机械性能。
  • 3:材料应具有良好的工艺成型加工性能。



结构设计:

  • 1:设计时应充分利用塑料的成型优势,如可以设计复杂的内部结构和一体化部件,以减少组装成本和提高生产效率。
  • 2: 产品结构优化,以实现在满足强度和刚度要求的同时减轻重量。
  • 3: 考虑到塑料的热膨胀系数与金属不同,设计时应考虑热膨胀和收缩问题,确保产品在温度变化下的稳定性和耐用性。



性能测试:

  • 1:对设计的产品进行严格的性能测试,包括拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、热稳定性和耐老化性等。
  • 2: 进行环境模拟测试,如温度循环测试、紫外线老化测试等,以确保产品在实际使用环境中的可靠性。






“以塑代钢”机械加工


1、CNC加工

         CNC(计算机数控)加工是一种高精度的机械加工方式,适用于复杂的几何形状和精密尺寸要求。PEEK等高性能塑料可以通过CNC加工制成零件,但需要注意材料的热稳定性和加工参数的调整。

2、钻孔和切割

         在塑料材料上进行钻孔、切割等加工时,需要使用适合塑料的刀具,并控制好切削速度和进给率,以防止材料过热或产生应力。

3、表面处理

         塑料零件的表面处理也是一个重要的考虑因素。例如,可以通过抛光、涂层等方法来提高塑料零件的耐磨性和美观性。

4、粘接和紧固

         由于塑料的热膨胀系数与金属不同,设计时应考虑到这一点。在需要粘接或紧固塑料零件与金属零件时,应选择合适的粘接剂和紧固件,并考虑热膨胀对连接强度的影响。


         总的来说,“以塑代钢"在注塑和机械加工领域中,不仅要求材料具备优异的机械性能和耐环境性能,还要求材料能够适应各种加工工艺,以满足最终产品的性能要求和功能需求。通过精心的材料选择和工艺设计,可以实现塑料材料在机械加工领域的广泛应用,并达到替代金属的目的。






敬请关注我们即将参加的橡塑展!



         作为塑料技术领域开拓性和创新性解决方案的高科技企业,我们的专家团队将在现场共同探讨基于您需求的定制化解决方案。届时,我们诚挚邀请您前来参观指导,共同探讨行业发展,期待与您的交流和合作!



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陈振辉 先生

亚太区执行副总裁

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