塑膠件設計很簡單,只要遵守下面的要訣

關於作者:
鍾元,2011年出版書籍《面向製造和裝配的產品設計指南》(DFMA)。

2019年11月即將出版《面向成本的產品設計:降本設計之道》(DFC)。
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均勻壁厚

均勻壁厚,這是塑膠件設計最重要的原則。避免壁厚急劇變化,保證平滑過渡。

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局部過厚處掏空並使用加強筋補強

局部過厚的區域會導致塑膠件發生縮水和翹曲等缺陷,需要進行掏空的設計,並使用加強筋補強。

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避免尖角

塑膠件的任意部位(分模線處除外)都需要避免尖角。

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加強筋的設計

加強筋常用於提高塑膠件的強度,其厚度一般在壁厚的0.5~0.7倍,加強筋厚度過厚會造成縮水,高度一般在壁厚的3倍以下。

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脫模斜度

在可能的情況下,設計至少2度的脫模斜度,特徵高度越高,脫模斜度越大。

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支柱

當塑膠件需要使用螺紋連接時,推薦使用自攻螺絲,並在塑膠件上設計支柱。不推薦螺牙注塑成型,這是因為直接成型的螺牙會在脫模時造成倒扣;也不推薦在塑膠件上直接攻牙,因為二次加工成本高。

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螺紋嵌件

當需要反覆的拆卸時,可以使用螺紋嵌件。螺紋嵌件可以通過熱熔、超聲波和模內注塑等方式加工。

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卡扣緊固

卡扣是最簡單、最經濟以及最快速的塑膠件緊固工藝。

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干涉筋

干涉筋是指塑膠件上的局部凸起特徵,當其它零件例如軸承等裝配到塑膠件之中時,干涉筋因為受力變形而把軸承卡緊。干涉筋是軸、軸承類零件進行緊配合時常用的一種方法。干涉量為0.25mm,干涉筋不必添加脫模斜度。

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活鉸鏈

活鉸鏈是塑膠件上較薄較有彈性的一部分,把一個塑膠件的兩部分較硬實體連接為一個整體,並允許兩部分實體繞著活動鉸鏈旋轉一定角度甚至180度以上。

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倒扣

儘量避免倒扣,倒扣會增加模具複雜度和模具成本。

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強脫

當塑料具有足夠的彈性時,可以使用強脫。強脫常用於加工杯蓋中的螺紋。避免對玻纖增強塑料使用強脫。一般來說,PP、HDPE和PA可以承受直徑大小5%的強脫。

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滑塊

當塑膠件中存在倒扣時,由於美觀或技術的原因,必須使用側向的抽芯機構即滑塊。在塑膠件設計時,需要為滑塊的運動提供預留空間;另外,滑塊的運動方向應當與開模方向垂直,非垂直方向會使得模具複雜。

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一些降本建議

  • 避免倒扣。倒扣會增加模具成本和模具複雜度,同時需要經常性的維護。
  • 減少塑膠件的尺寸。塑膠件尺寸越小,加工效率越高,成本越低。
  • 避免一些細微特徵。細微特徵需要較長的加工時間和表面處理時間,例如文字需要使用EDM加工,加工成本高。
  • 避免對塑膠件表面做出過高的要求,否則會增加模具成本。對於內部塑膠件,儘量避免過高的表面要求。
  • 當年產量要求較低時,可考慮使用機加工的方法來對塑料板進行加工,而不是開模的方式。


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