注塑是一种通常用于大批量制造由可熔融材料制成的部件（最常见的是由热塑 性聚合物制成的部件）的技术。在重复性注塑过程中，将塑性树脂（最常见的为小珠或粒料 形式）引入立式注塑机中，立式注塑机在热、压力和剪切下使所述树脂珠熔融。将这样熔融的树脂强 力地注入具有特定腔体形状的模具腔体中。注入的塑料在模具腔体中保持在压力下、冷却、 然后作为固化部件被移除，所述固化部件具有基本上复制了模具的腔体形状的形状。模具 自身可具有单一腔体或多个腔体。每个腔体可通过浇口连接至流动通道，所述浇口将熔融 树脂流引导至腔体中。模塑件可具有一个或多个浇口。常见的是大部件具有两个、三个或 更多个浇口以缩短聚合物为填充模塑件而必须行进的流动距离。每个腔体的一个或多个浇 口可位于部件几何形状上的任何位置，并具有任何横截面形状如基本上圆形或以1.1或更 大的纵横比成型。因此，典型的注塑规程包括四个基本操作：（1)将塑料在立式注塑机中加热， 以使其在压力下流动；（2)将熔融塑料注入被限定在已闭合的两个模具半块之间的一个或 多个模具腔体中；(3)使塑料在一个或多个腔体中在压力下冷却并硬化；以及（4)打开模具 半块以使部件从模具中被顶出。

在注塑过程中，将熔融塑性树脂注入模具腔体中，并且通过立式注塑机迫使所述塑性 树脂注入腔体中，直至塑性树脂到达腔体中的最远离浇口的位置。此后，塑性树脂从背对着 浇口的端部填充腔体。所得的该部件的长度和壁厚取决于模具腔体的形状。

 在一些情况下，可能期望减小注塑部件的壁厚以减少塑料含量，并因此降低最终 部件的成本。使用常规高变压注塑法减小壁厚可能是昂贵且不易完成的任务。事实上，常 规的高变压立式注塑机（例如在介于约8, OOOpsi和约20, OOOpsi之间注入熔融塑性树脂的机 器）具有关于可模塑的部件的薄壁的实际限制。一般来讲，常规的高变压立式注塑机不能模塑 具有大于约200的薄壁比率（如由下文所示的L/T比率定义）的部件。此外，模塑具有大 于100的薄壁比率的薄壁件要求在电流容量高端点处的压力，并因此要求能够处理这些压 力的压机。

当填充薄壁件时，当前的行业惯例是在模塑机可达到的最高可能速率下填充模具 腔体。这种方法确保聚合物在模具中"凝固"之前填充模具腔体，并提供最低可能的循环时 间，因为聚合物会尽可能快地暴露在冷却的模具腔体中。这种方法具有两个缺点。第一是 为实现非常高的填充速度要求非常高的功率负荷，并且这要求非常昂贵的模塑设备。另外， 大多数电压机不能提供足够的功率以实现这些高填充速率，或者要求非常复杂且昂贵的驱 动系统，所述驱动系统显著增加了模塑设备的成本使得它们在经济上不切实际。

第二个缺点是高填充速率导致非常高的压力。这些高压力导致需要非常高的夹紧 力以在填充期间保持模具闭合，并且这些高夹紧力导致非常昂贵的模塑设备。高压力还要 求非常高强度的注入模具，通常由硬质工具钢制成。这些高强度模具也非常昂贵，并且对于 很多模塑组件而言，可以是经济上不切实际的。即使具有这些基本的缺点，但是对薄壁注塑 组件的需求仍然很高，因为这些组件使用较少的聚合物材料来构建模塑件，从而导致多于 抵消较高设备成本的节约。另外，一些模塑组件需要非常薄的设计元件以适当地运行，诸如 需要挠曲的设计元件，或必须与非常小的结构配合的设计元件。

 当以常规高变压注塑方法将液态塑性树脂引入注入模具中时，邻近腔体壁的材料 立即开始"凝固"、或硬化、或固化，并且在结晶聚合物的情况下，塑性树脂开始结晶，因为液 态塑性树脂冷却至低于材料的不流动温度的温度，并且液态塑料的部分变成静态的。这种 邻近模具壁的凝固材料使热塑性材料在其向模具腔体的端部前进时所行进的流动通道变 窄。邻近模具壁的凝固材料层的厚度随着模具腔体填充的进行而增加，这造成聚合物必须 流动通过以继续填充模具腔体的横截面积逐渐减小。随着材料凝固，其还收缩、从模具腔 体壁脱离，这减少了材料通过模具腔体壁的有效冷却。因此，常规的高变压立式注塑机非常快速 地用塑料填充模具腔体，然后保持填料压力以将材料向外推向模具腔体侧，来增强冷却并 保持模塑件的正确形状。常规的高变压模塑机通常具有由约10%注入时间，约50%填料时 间，以及约40%冷却时间组成的循环时间。

当模具腔体中的塑料凝固时，常规的高变压立式注塑机增加注入压力（以保持基本上 恒定的体积流量，由于变小的横截面流动面积）。然而，增加压力会具有成本和性能两方面 的缺点。当模塑组件所需的压力增加时，模塑设备必须具有足够的强度以耐受附加的压力， 这一般等同于更昂贵的费用。制造商可能不得不购买新的设备以适应这些增加的压力。因 此，减小给定部件的壁厚可产生用以通过常规注塑技术实现所述制造的大量资本费用。

为了避免上述的一些缺点，很多常规的注塑操作使用剪切致稀塑性材料以改善塑 性材料进入模具腔体中的流动特性。在将剪切致稀塑性材料注入模具腔体中时，在塑性材 料和模具腔体壁之间产生剪切力并且模具腔体壁趋于减小塑性材料的粘度，由此使塑性材 料更自由且容易地流入模具腔体中。因此，可足够快地填充薄壁件以避免材料在完全填充 模具之前完全凝固。

 粘度的减少与塑性材料和进料系统之间、以及塑性材料和模具腔体壁之间产生 的剪切力的量级直接相关。

因此，这些剪切致稀材料的制造商和注塑系统的操作者已努 力驱使模塑压力更高以提高剪切，从而降低粘度。通常，高输出注塑系统（即，101级和 30级系统）在通常15, OOOpsi或更高的熔体压力下将塑性材料注入模具腔体中。剪切 致稀塑性材料的制造商教导注塑操作者在高于最小熔体压力下将塑性材料注入模具腔体 中。例如，通常在大于6, OOOpsi (由聚丙烯树脂制造商推荐的范围通常为大于6, OOOpsi 至约15, OOOpsi)的压力下加工聚丙烯树脂。压机制造商和加工工程师通常推荐在所述 范围的顶端或显著更高下加工剪切致稀聚合物，以实现最大的潜在剪切致稀，其通常大于 15, OOOpsi，以从塑性材料中提取最大致稀和更好的流动性能。剪切致稀热塑性聚合物一般 在超过6, OOOpsi至约30, OOOpsi的范围内加工。即使使用剪切致稀塑料，对于薄壁件的高 变压注塑也存在实际限制。目前该限制在具有200或更大的薄壁比率的薄壁件的范围内。 

此外，即使具有介于100至200之间的薄壁比率的部件也可能变得成本过高，因为这些部件 一般要求注入压力介于约15, OOOpsi和约20, OOOpsi之间。

 生产薄壁消费品的高产立式注塑机（即，101级和30级模塑机）仅使用模具中的大部 分由高硬度材料制成的模具。高产立式注塑机通常每年生产500000次循环或更多。优质工业 生产模具必须被设计成经受至少每年500, 000次循环，优选地多于每年1000, 000次循环， 更优选地多于每年5, 000, 000次循环，且甚至更优选地多于每年10, 000, 000次循环。这些 机器具有多腔体模具和复杂的冷却系统以提高生产率。高硬度材料比低硬度材料更能够经 受重复的高压夹紧操作。然而，高硬度材料如大多数工具钢，具有相对低的热导率，一般小 于20BTU/HR FT °F，这导致较长的冷却时间，因为热从熔融塑性材料传递通过高硬度材料。

即使现有的高变压立式注塑机具有不断增加的注入压力范围，在常规的高可变压力立式注塑机中模塑薄壁件的实际限制也仍然为约200 (L/T比率），并且对 于很多制造商而言，具有介于约100至约200之间的薄壁比率的薄壁件可能是成本过高的。