一、引言
散热器风扇的制造工艺直接影响产品性能、成本与可靠性。金属嵌件注塑与纯塑成型作为主流技术路线，各有技术特点与适用场景。本文从多维度对比两者优劣，为注塑模具厂工艺选型提供参考
。
工艺本质：将金属嵌件(如铝合金加强环 )预置于模具内，通过注塑使塑料包覆嵌件形成复合结构。嵌件需经滚花、切槽等特殊设计以增强结合力。
优势：
力学性能提升：金属骨架显著增强扇叶刚性，耐受转速可达5000 RPM以上，适用于游戏笔记本等高负荷场景 。
热管理优化：金属嵌件导热系数高(铝合金≈ 200 W/m·K) ，加速热量从电机向扇叶传递，降低系统温度
。
集成化生产：一次性成型减少装配步骤，避免螺丝松动风险。
挑战：
热膨胀系数差异：金属与塑料(如PA66) 收缩率不匹配易引发内应力，导致变形或开裂，需预热嵌件或优化包埋厚度。
模具复杂度：嵌件定位机构占用空间，浇注系统避让设计难度大，模具成本提高30%-50%。
工艺本质：单一塑料(如PP 、PBT) 直接注塑成型，依托模具结构实现叶片曲面精度。
优势：
轻量化与成本：密度仅0.9-1.2 g/cm³，减重40% 以上；模具简单，周期短 (30-120 秒/件 )，适合大批量生产。
气动设计灵活性：可通过“多翼型分段注塑”技术优化叶片曲率，风量提升15%，噪音降至 32 dB 。
挑战：
高温性能局限：长期使用温度≤120℃，高温下易蠕变；紫外线照射易脆化。
强度瓶颈：高转速工况易颤振，限制其在服务器风扇等高端场景应用。
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指标 |
金属嵌件注塑 |
纯塑成型 |
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热变形温度 |
≥160℃( 金属嵌件支撑) |
80-120℃(受塑料基体限制 ) |
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密度 |
1.8-2.5 g/cm(复合结构) |
0.9-1.2 g/cm3 |
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导热系数 |
15-35 W/m·K(金属传导路径 ) |
0.2-0.5 W/m·K(纯塑料 ) |
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生产周期 |
90-180秒/件 (含嵌件预置 ) |
30-120秒/件 (高效连续生产 ) |
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模具成本 |
高(增加嵌件定位/ 防漏结构) |
低(结构简化，成本降40-60%) |
初期投入：
纯塑模具成本优势显著，尤其对年产量≥50万件的消费级风扇，选用预硬钢
718H 模具即可满足需求；而嵌件注塑需升级至淬火钢 S136并定制嵌件定位系统，成本增加60% 。
长期维护：
金属嵌件风扇耐磨损寿命达10万小时，但内应力引发的微裂纹需定期检测; 纯塑风扇在粉尘环境下易磨损叶片尖端，但更换成本低廉。
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场景 |
推荐工艺 |
理由 |
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消费电子产品 |
纯塑成型 |
成本敏感，轻量化优先级高，中低转速需求(≤3000 RPM) |
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服务器/数据中心散
热 |
金属嵌件注塑 |
高转速(≥5000 RPM) 、耐高温( 芯片周边>80 ℃ )、长寿命要求 |
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户外工业设备 |
金属嵌件注塑 |
抗腐蚀(嵌件表面阳极氧化) 、耐温差冲击(-40 °℃至120C) |
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便携式小型风扇 |
纯塑成型(薄壁设
计) |
模具集成气动优化槽，实现低噪音+低能耗 |
PPS+30%玻纤增强塑料配合铜合金嵌件，热膨胀系数差值缩小50%，应力破裂风险大幅降低。
嵌件自动植入系统：机械手精准定位嵌件，周期时间压缩至纯塑成型的1.2倍。
随形冷却水道：3D打印模具实现嵌件区域快速控温，减少热应力变形。
CFD(计算流体动力学)预模拟气流路径，结合拓扑优化确定嵌件最小必要结构，实现“金属用量 - 刚性”最优解。
在散热器风扇制造中，金属嵌件注塑与纯塑成型并非替代关系，而是互补技术。高端场景追求极致散热与可靠性时，金属嵌件注塑以复杂工艺换取性能跃升；消费级市场则需借力纯塑成型的效率与成本优势。未来，随着材料界面改性技术和智能化模具的发展，两种工艺的边界或将进一步融合 - “金属为骨，塑料为翼”的复合结构，仍是尖端散热器风扇的终极答案。
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【本文标签】 散热器风扇注塑
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