低压注塑成型工艺详解

2025 年 11 月 10 日

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低压注塑成型是一种塑料加工技术，它利用相对较低的压力将熔融的热熔胶材料注入模具中，包裹并保护内部组件。

与传统注塑成型相比，低压注塑成型的压力和温度较低，主要适用于精密敏感电子元件或医疗器械的包装。

低压注塑成型的优点包括降低部件损坏的风险，增强密封性能和保护效果，以及加工周期短、能耗低。

低压中使用的材料注射成型

PA

聚酰胺（PA），特别是PA12系列，是低压注塑成型中最常用的材料。它由生物基蓖麻油精制而成。

这种材料的一个关键优势是：其熔体粘度极低。加热后，它会变得像水一样稀薄，从而具有极佳的流动性。

因此，它只需很小的压力就能填充模具中最细微的细节。它还能完美地包裹住易碎部件，而不会使其移动。

优异的机械强度
耐热性好
优异的耐化学腐蚀性能

TPU

TPU在低压注塑成型中的应用主要得益于其优异的弹性、耐磨性和耐低温性。

与聚酰胺相比，TPU 可以提供更灵活的封装体，常用于需要频繁弯曲或承受机械应力的组件，例如可穿戴设备中的电缆连接器和柔性电路。

TPU具有优异的抗冲击性和吸震效果，其表面触感更细腻，并具有一定的粘合性。

优异的防水密封性能
摩擦系数高
良好的抗冲击效果

聚烯烃共聚物

聚烯烃共聚物是由聚乙烯或聚丙烯改性而成的热熔胶。它们最显著的特点是性价比高，以及优异的电绝缘性能和耐水解性能。

聚烯烃材料固化后硬度范围很广，从半刚性到柔性都有，但其整体耐温等级和粘合强度通常不如聚酰胺和TPU。

良好的电绝缘性能
良好的耐水解性

低压注塑成型的工作原理是什么？

原材料预处理

低压注塑成型中使用的特殊聚酰胺（PA）或热熔胶颗粒对水分高度敏感，必须经过严格的干燥处理才能投入生产。通常，橡胶颗粒会被放入除湿干燥机中，并在特定温度下烘烤数小时以去除微量水分。

注意：

严格控制干燥温度和时间
将原材料存放在密闭的储料桶中，以防止吸潮和再次污染。

插入固定

嵌件和模具准备是关键步骤。首先，将PCB板和传感器等精密电子元件放置并固定在下模中。夹具可以是自动化的，也可以是手动的。然后，合上上模并夹紧。这种强大的夹紧力可在注塑过程中保持模具密封，防止材料泄漏。

注意：

确保嵌件安装到位且牢固。
模具表面必须清洁，无残留物，以确保粘合效果。

熔融注射

在模具准备期间，干燥的塑料颗粒被送入注塑机的料筒。料筒通过精确控制的加热器将物料加热到熔点以上，使其转化为粘度极低的熔融状态。

注塑机通过螺杆或活塞，以极低的压力将熔融橡胶化合物缓慢而稳定地注入封闭的模腔中。

注意：

控制注射温度和速度
确保流畅的流动路径

保持压力

模腔填充完毕后，系统进入保压阶段。此时会持续施加较低的压力。该压力会将更多材料压入模腔，以补偿塑料冷却时的收缩。这确保了最终零件尺寸精确、表面光滑，并与内部组件紧密结合。

接下来，零件在模具内冷却。它可以自然冷却，也可以通过模具内的水道加速冷却。冷却过程持续进行，直到零件凝固且足够坚固，可以无损地脱模为止。

注意：

保压时间应适中。
均匀冷却速率
精确调节局部温度

弹射

确认零件冷却凝固后，注塑机将移动模板打开模具。随后，模具内置的顶出系统（例如顶针或顶板）立即启动，将已成型的包装平稳地推出模腔。

注意：

保持一定的模具开启速度
平衡弹射装置上的力
及时检查是否有粘模或脱模不良的情况。

品检

突出部分可能还带有少量辅助结构，例如闸门或小喷嘴，这些通常需要用手或简单的夹具将其移除。

之后，需要对成品进行全面检查，检查其外观是否完好，包装是否完整，以及是否存在材料缺失或气泡等缺陷，以确保每个产品的质量均符合要求。

注意：

清除流道中的残留物或闪光物
检查产品的外观和功能
对包装产品进行防水、防尘或电气性能测试

低压注塑成型的优势

卓越的组件保护

低压注塑成型的核心特点是使用极低的注射压力，这确保了在包装印刷电路板、传感器和精密连接器等易碎元件时，元件不会因高压冲击而发生移位、变形或损坏。

低压注塑成型所用材料固化后可形成坚韧的外壳，使产品具有优异的防水性、防尘性和耐化学腐蚀性，从而全面提高产品在恶劣环境下的可靠性和使用寿命。

高流程效率

低压注塑成型工艺速度极快。从模具闭合、注塑成型到冷却脱模的整个过程通常只需几十秒，比传统的灌封或壳式组装方法快得多。

低压注塑成型的高效性非常适合大规模连续生产，可以大大提高生产能力，满足现代制造业对生产效率的严格要求，从而帮助企业降低单位时间的生产成本。

高结构整合

低压注塑成型技术可以将电路板、连接器和电缆等多个独立部件一步成型为一个整体。这取代了传统的、更为复杂的先制造外壳再进行组装和密封的方法。

低压注塑成型工艺既减少了生产步骤，又减少了所需零件数量。它还能避免潜在的装配错误，并简化供应链和库存管理。

优异的封装质量

成型的封装具有优异的密封性和绝缘性，能有效防止潮气和有害气体的侵入，确保电子元件的长期稳定运行。

该材料本身具有耐高低温性能、优异的电绝缘性能和抗冲击性能，使最终产品能够轻松满足汽车和工业设备等领域的复杂工作条件。

卓越的成本效益

用于低压注塑成型的特种橡胶化合物的每公斤成本可能高于普通塑料。然而，考虑到其工艺简化带来的诸多优势，例如缩短装配时间、降低人工成本、减少缺陷率和废品率，产品的综合制造成本通常能够得到有效控制。

低压注塑成型的挑战

严格的材料要求

用于低压成型的热熔胶容易吸收空气中的水分。吸收的水分会在加工过程中导致水解，从而破坏材料的分子结构。

这会导致粘度变化，并在最终产品中产生气泡、银纹或烧焦等缺陷。更严重的是，它会损害零件的密封性能、强度和电绝缘性。

因此，严格的储存和干燥程序至关重要。物料在使用前必须彻底干燥，并在生产过程中保持干燥，以防止再次吸收水分。

挑战模具设计

低压注塑成型的熔体粘度和流动性较低，注射压力也较低。

精密配合： 模具必须经过精密加工并密封严实。这样可以防止液态材料泄漏，并在零件上产生飞边。
高效通风： 模具需要设计良好的排气系统。否则，滞留的空气会导致注塑不充分（出现未填充区域）或材料烧焦。
优化流程： 流道和浇口必须引导熔体均匀平稳地填充型腔，这样才能避免损坏内部精密部件。

精确插入定位

在注塑成型过程中，熔体的流动会对嵌件施加一定的力。如果嵌件在模具中定位不准或固定不牢固，则可能在压力作用下发生漂浮、移位或变形，导致最终产品质量不合格。这就要求模具必须设计有精确的定位机构和可靠的固定装置，并确保在每个生产周期中嵌件都能正确放置。

初始成本高

稳定的低压注塑成型需要专门的设备，包括专用机器、高精度模具和辅助干燥设备，因此初始成本比传统工艺更高。

此外，适用的材料仅限于某些低粘度、快速固化的特定聚酰胺和TPU。这些材料比传统塑料成本更高、种类更少，在一定程度上限制了该技术的应用范围。

低压注塑成型和高压注塑成型

名称	低压注塑成型	高压注塑成型
注射压力	低压（约 2–5 MPa）	高压（通常为 50–150 MPa）
主要材料	热熔聚酰胺（PA）、EVA、聚烯烃、TPU等。	各种热塑性塑料，如ABS、PC、PP、PE、PA、POM等。
模具结构	结构简单；可使用铝模或软模。	复杂钢模，使用寿命长
模具成本	低成本和短制造周期	成本高且制造周期长
压力对嵌件的影响	对嵌件和内部组件温和	高压可能导致嵌件变形或受力过大。