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提供從產(chǎn)品設(shè)計/模具制造/注塑量產(chǎn)整套解決方案
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一、引言
散熱器風(fēng)扇的制造工藝直接影響產(chǎn)品性能、成本與可靠性。金屬嵌件注塑與純塑成型作為主流技術(shù)路線，各有技術(shù)特點與適用場景。本文從多維度對比兩者優(yōu)劣，為注塑模具廠工藝選型提供參考
。
工藝本質(zhì)：將金屬嵌件(如鋁合金加強環(huán) )預(yù)置于模具內(nèi)，通過注塑使塑料包覆嵌件形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。嵌件需經(jīng)滾花、切槽等特殊設(shè)計以增強結(jié)合力。
優(yōu)勢：
力學(xué)性能提升：金屬骨架顯著增強扇葉剛性，耐受轉(zhuǎn)速可達5000 RPM以上，適用于游戲筆記本等高負荷場景 。
熱管理優(yōu)化：金屬嵌件導(dǎo)熱系數(shù)高(鋁合金≈ 200 W/m·K) ，加速熱量從電機向扇葉傳遞，降低系統(tǒng)溫度
。
集成化生產(chǎn)：一次性成型減少裝配步驟，避免螺絲松動風(fēng)險。
挑戰(zhàn)：
熱膨脹系數(shù)差異：金屬與塑料(如PA66) 收縮率不匹配易引發(fā)內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致變形或開裂，需預(yù)熱嵌件或優(yōu)化包埋厚度。
模具復(fù)雜度：嵌件定位機構(gòu)占用空間，澆注系統(tǒng)避讓設(shè)計難度大，模具成本提高30%-50%。
工藝本質(zhì)：單一塑料(如PP 、PBT) 直接注塑成型，依托模具結(jié)構(gòu)實現(xiàn)葉片曲面精度。
優(yōu)勢：
輕量化與成本：密度僅0.9-1.2 g/cm3，減重40% 以上；模具簡單，周期短 (30-120 秒/件 )，適合大批量生產(chǎn)。
氣動設(shè)計靈活性：可通過“多翼型分段注塑”技術(shù)優(yōu)化葉片曲率，風(fēng)量提升15%，噪音降至 32 dB 。
挑戰(zhàn)：
高溫性能局限：長期使用溫度≤120℃，高溫下易蠕變；紫外線照射易脆化。
強度瓶頸：高轉(zhuǎn)速工況易顫振，限制其在服務(wù)器風(fēng)扇等高端場景應(yīng)用。
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指標(biāo) |
金屬嵌件注塑 |
純塑成型 |
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熱變形溫度 |
≥160℃( 金屬嵌件支撐) |
80-120℃(受塑料基體限制 ) |
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密度 |
1.8-2.5 g/cm(復(fù)合結(jié)構(gòu)) |
0.9-1.2 g/cm3 |
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導(dǎo)熱系數(shù) |
15-35 W/m·K(金屬傳導(dǎo)路徑 ) |
0.2-0.5 W/m·K(純塑料 ) |
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生產(chǎn)周期 |
90-180秒/件 (含嵌件預(yù)置 ) |
30-120秒/件 (高效連續(xù)生產(chǎn) ) |
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模具成本 |
高(增加嵌件定位/ 防漏結(jié)構(gòu)) |
低(結(jié)構(gòu)簡化，成本降40-60%) |
初期投入：
純塑模具成本優(yōu)勢顯著，尤其對年產(chǎn)量≥50萬件的消費級風(fēng)扇，選用預(yù)硬鋼
718H 模具即可滿足需求；而嵌件注塑需升級至淬火鋼 S136并定制嵌件定位系統(tǒng)，成本增加60% 。
長期維護：
金屬嵌件風(fēng)扇耐磨損壽命達10萬小時，但內(nèi)應(yīng)力引發(fā)的微裂紋需定期檢測; 純塑風(fēng)扇在粉塵環(huán)境下易磨損葉片尖端，但更換成本低廉。
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場景 |
推薦工藝 |
理由 |
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消費電子產(chǎn)品 |
純塑成型 |
成本敏感，輕量化優(yōu)先級高，中低轉(zhuǎn)速需求(≤3000 RPM) |
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服務(wù)器/數(shù)據(jù)中心散
熱 |
金屬嵌件注塑 |
高轉(zhuǎn)速(≥5000 RPM) 、耐高溫( 芯片周邊>80 ℃ )、長壽命要求 |
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戶外工業(yè)設(shè)備 |
金屬嵌件注塑 |
抗腐蝕(嵌件表面陽極氧化) 、耐溫差沖擊(-40 °℃至120C) |
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便攜式小型風(fēng)扇 |
純塑成型(薄壁設(shè)
計) |
模具集成氣動優(yōu)化槽，實現(xiàn)低噪音+低能耗 |
PPS+30%玻纖增強塑料配合銅合金嵌件，熱膨脹系數(shù)差值縮小50%，應(yīng)力破裂風(fēng)險大幅降低。
嵌件自動植入系統(tǒng)：機械手精準(zhǔn)定位嵌件，周期時間壓縮至純塑成型的1.2倍。
隨形冷卻水道：3D打印模具實現(xiàn)嵌件區(qū)域快速控溫，減少熱應(yīng)力變形。
CFD(計算流體動力學(xué))預(yù)模擬氣流路徑，結(jié)合拓撲優(yōu)化確定嵌件最小必要結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)“金屬用量 - 剛性”最優(yōu)解。
在散熱器風(fēng)扇制造中，金屬嵌件注塑與純塑成型并非替代關(guān)系，而是互補技術(shù)。高端場景追求極致散熱與可靠性時，金屬嵌件注塑以復(fù)雜工藝換取性能躍升；消費級市場則需借力純塑成型的效率與成本優(yōu)勢。未來，隨著材料界面改性技術(shù)和智能化模具的發(fā)展，兩種工藝的邊界或?qū)⑦M一步融合 - “金屬為骨，塑料為翼”的復(fù)合結(jié)構(gòu)，仍是尖端散熱器風(fēng)扇的終極答案。
東莞市世邦塑膠制品有限公司，20多年中高端品牌精密注塑件定制服務(wù)商，提供從產(chǎn)品設(shè)計、精密模具制造、注塑成型與組裝、售后服務(wù)為一體整套解決方案。如需散熱器風(fēng)扇開模注塑，歡迎蒞臨。
【本文標(biāo)簽】 散熱器風(fēng)扇注塑
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