产品设计工艺知多少——发泡成型（反应注射成型）
工业产品设计中，发泡成型工艺应用的相对较少。但是大部分产品的包装都离不开发泡成型生产的泡沫。这种工艺的产品有非常优秀的隔热、防碰撞、质量轻等优秀的特点。这也是一种常见的塑料成型工艺，作为产品外观设计师，也需要对这种工艺有一定的了解。
注塑成型工艺相当成熟，更是细分了许多分支，满足不同产品的生产需求。这是制造塑料产品的领先工艺之一，是大批量生产相同产品的理想选择。传统注塑成型的变体包括气体辅助注塑成型、多色注塑成型和模内装饰。
产品设计工艺知多少——发泡成型（反应今天赫兹工业设计小编给诸位介绍一下塑料成型中的发泡成型工艺：
1.工艺简介
这两种工艺都是低压、冷固化工艺。冷固化泡沫成型通常使用热固性PUR泡沫，用于家具装饰用品和运动设备，而反应注射成型适用于所有类型的PUR，包括泡沫。在这两种工艺中，不同密度和结构的PUR适用于不同产品。
除了批量生产外，冷固化泡沫成型通常用于原型零件的注塑成型，因为模具成本比注塑成本低，且一致性好，精度高。
2.典型应用
该工艺适用于家用和商用家具，如椅子，汽车、火车和飞机座椅，扶手和坐垫，也适用于鞋类的缓冲垫，如鞋底，以及玩具的安全和触感装置。
反应注射成型在汽车行业有广泛应用，如保险杠、引擎盖内装置和汽车内饰等产品。它在医疗和航空航天工业中也被用于特殊产品和小批量生产产品。
3.相关工艺
块状泡沫几何形状采用CNC加工或泡沫成型。泡沫成型通常用于覆盖室内装饰中的木结构。泡沫成型的应用越来越广泛，例如在家具和汽车座椅的生产中，PUR泡沫的新配方所含的异氰酸酯较少，因此它们的毒性较小。
真空铸造用于将热固性PUR形成类似的几何形状，但通常适用于更小和更复杂的形状。真空铸造和反应注射成型都适用于原型制造和小批量生产。所生产零件的特性与注塑成型相似。
4.加工质量
产品设计工艺知多少——发泡成型（反应零件表面的质量取决于模具的表面。模具可以用玻璃钢（GRP）、蚀刻钢或合金钢生产。尽管这是一个低压工艺，液体热固性PUR可以获得很好的表面纹理和细节。
5.设计机遇
产品设计工艺知多少——发泡成型（反应因为固化的PUR的力学性能可以适应不同的应用，所以这是一个非常灵活、适用范围很广的工艺。泡沫的弹性可以从半刚性到刚性，密度可以在40kg／ 3～kg／m3范围内变化。例如，外皮和内部泡沫可以具有完全不同的性质，以形成具有刚性表皮和轻质泡沫芯的零件。
反应注射成型类似于注塑成型，制造出的零件也拥有很好的纹理和带有模内装饰印花的表面。预成型材料用于装饰零件表面，颜色依据潘通（Pantone）色卡确定。
反应注射成型与其他塑料成型工艺相比，具有许多优点。例如，5mm以上的厚壁和薄壁都可以塑造成同一零件。另外，可以将胶合板、塑料成型件、螺纹衬套和金属结构等加入零件中（左图）。可将纤维增强材料加入塑料中，以提高产品的强度和刚度。这就是结构注塑成型（SRIM）或增强反应注塑成型（RRIM）。最后，工艺中可以加入纤维垫和其他纺织品，以提高零件的抗撕裂和抗拉性能。
模具可以用各种材料制造，取决于数量和所需的表面粗糙度。玻璃钢通常用于生产原型模具；它相对便宜并且可缩短交货时间。当生产量高于台时，使用铝或钢模具。
6.热成型工艺详细对比
技术说明：
冷固化泡沫成型工艺
产品设计工艺知多少——发泡成型（反应在阶段1，清洗模具并在内部涂满脱模剂。然后将插入件和框架放置到位，模具夹紧关闭。两种材料反应形成热固性PUR并存储在不同的容器里。将多羟基化合物和异氰酸酯加入混合头，在高压下将它们混合。在低压下把适量的液体化学品加入模具中。当它们混合时，开始通过化学放热反应来制造PUR。
在阶段2，聚合物开始膨胀填充模具。模具内唯一的压力来自膨胀的液体。因此模具的设计应确保聚合物在液体状态下均匀扩散。随着聚合物的膨胀，压力促使多余空气排出。在浇口插入一个塞子来平衡模具内外的压力。
在阶段3，产品在5～15分钟内脱模。注射和循环周期根据零件的尺寸和复杂程度而不同。模具的上模和下模分开，型芯被取出。清洗模具并准备下一个循环。
在确保干燥的前提下，将聚合物颗粒送入料斗。加入色母，稀释比例为0.5％-5％。
将材料加入料筒中，同时通过蜗杆的旋转推送动作推入加热，温合物料并向模具顶端移动。
将熔融的聚合物保持一定的压力并注入模腔内，在确定的压力条件下，一定时间内依据不同的零件的尺寸而完成聚合物的固化反应，一般持续30-60秒。
而后，保持注射后夹紧压力，保压过程是为了防止零件弹出后的翘曲和收缩。
为了弹出零件，模具分开、芯体收缩并且由顶杆施加作用力以将零件与模具表面分离。该零件被自动化手臂分配到传送带或放置在容器上。
模具和模芯一般用铝或工具钢加工而成。这些模具是注型工艺中所需要的最为复杂的零件。一般的模具由的水冷通道（用于控制温度）、注射点（浇口）、流道系统（连接零件）及连续监测温度的电子测量设备组成。在模具内设置良好的散热零件，这是确保熔融聚合物稳定流过模腔的关键。因此，一些型芯由铜加工而成，其导热性比铝或钢要好得多。
最经济的注塑成型模具由两个半模组成，即阳模和阴模，但工程师和模具制造者逐步提高现代模具的工艺水平，采用了可伸缩型芯和多重浇口及多种材料在内的各种工艺革新，逐步发展出多色注塑工艺等。
7.设计注意事项
可以模制的零件尺寸范围较广。
聚合物在非催化状态下流动性强，因此很容易在大且复杂的模具周围流动。
当在钢架上进行泡沫成型时，泡沫直径最好在10～15mm范围内，以确保从泡沫表面看不到结构。
8.适用材料
产品设计工艺知多少——发泡成型（反应PUR是最合适的材料，具有不同的密度、颜色和硬度。它可以非常柔软而有弹性，也可以具有刚性。泡沫材料的结构分为开孔和闭孔两种。开孔泡沫趋向于更柔软并且需要装上软垫或覆层。闭孔泡沫为自结皮，用于扶手等。
9.加工成本
模具成本由低到中不等。由于所需的压力和温度降低，它们比注塑成型模具的成本低得多。玻璃钢模具比铝和钢模具便宜。
加工周期非常短（5～15分钟）。一般模具每天可生产50个组件。
劳动力成本由低到中不等，自动化过程极大地降低了劳动力成本。原型制造和小批量生产需要更多的劳动力投入。
10.环境影响
产品设计工艺知多少——发泡成型（反应在每个加工周期中，定量的PUR被混合并注入模具，以确保最小的消耗。须从模制零件上修剪掉飞边。为了减少原始材料消耗，再造的泡沫块通常被并入模制零件中。在反应过程中产生的异氰酸酯是有害的且会引起哮喘。
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