塑胶产品设计-塑胶产品设计.ppt

塑胶产品设计1.目前市面上得产品设计所具备的大致要素:⑴外观需具备国际市场的审美感………..美观⑵产品要具极强的实用价值……………..实用⑶产品要人性化…………………………..人性化⑷产品易成型易加工……………………..易加工2.目前世面上所用的产品设计的软件(PRO-E/UG/CAD/3DMX……)3.塑胶材料的特性及认识(具体请见‘‘塑胶材料特性”)(“塑胶材料然绕状态”及特性对照表)4.综合以上将结合现在市场非常活跃的手机范例看看塑胶件的结构设计要素:产品结构设计准则--支柱设计收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少；不幸地支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此支柱的设计须要从这两方面取得平衡.2)支柱设计不同材料的设计要点ABS一般来说支柱的外径是内径的两倍已足够。有时这种方式结果支柱壁厚等於或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及高成型应力。严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的50-70%。如因此种设计方式而支柱不能提供足够强度但已改善了表面缩水。斜骨是可以加强支柱的强度可由最小的尺寸伸延至支柱高的90%。若柱位置接近边壁则可用一条肋骨将边壁和柱相互连接来支持支柱.PBT支柱通常用於机构上装配如收螺丝、紧压配合、导入装配等多数情形支柱外径是内孔径的两倍就足够强壮。支柱设计有如肋骨设计的观念。太厚的切面会产生部件外缩水和内部真空。支柱的位置在边壁旁时可利用肋骨相连则内孔径的尺寸可增至最大。PC支柱是大部份用来作装配产品用有时用作支撑其它物件或隔开物体之用。甚至一些很细小的支柱最终会热溶後作内部零件固定用。一些放於边位的支柱是需耍一些肋骨作为互相依附以增加支柱强度。PS支柱通常用於打入件收螺丝导向针攻牙或作紧迫配合。可能情形之下避免独立一支支柱而无任何支撑。应加一些肋骨以加强其强度。若支柱离边壁不远应以肋骨将柱和边相连在一起.PSU支柱是用作连接两件部件的。其外径应是内孔径的两倍高度不应超过外径的两倍.产品结构设计准则--出模角篇出模角度与单边间隙和边位深度之关系表不同材料的设计要点产品结构设计准则--加强筋設計加强筋一般的设计加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上不过为了满足一些生产上或结构上的考虑加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。此外底部的宽度须较相连外壁的厚度为小产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%因此此部份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b)相对位置厚度的增幅即减至大约20%缩水纹出现的机会亦大为减少。由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜但当使用多条加强筋时加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题亦会加长生产周期增加生产成本。产品厚度与加强筋尺寸的关系除了以上的要求加强筋的设计亦与使用的塑胶材料有关。从生产的角度看材料的物理特性如熔胶的黏度和缩水率对加强筋设计的影响非常大。此外塑料的蠕动(creep)特性从结构方面来看亦是一个重要的考虑因数。例如从生产的角度看加强筋的高度是受制於熔胶的流动及脱模顶出的特性(缩水率、摩擦系数及稳定性)较深的加强筋要求胶料有较低的熔胶黏度、较低的摩擦系数、较高的缩水率。另外增加长的加强筋的出模角一般有助产品顶出不过当出模角不断增加而底部的阔度维持不变时产品的刚性、强度与及可顶出的面积即随着减少。顶出面积减少的问题可从在产品加强筋部份加上数个顶出凸块或使用较贵的扁顶针得以解决同时在顶出的方向打磨光洁亦有助产品容易顶出。从结构方面考虑较深的加强筋可增加产品的刚性及强度而无须大幅增加重量但与此同时产品的最高和最低点的屈曲应力随着增加产品设计员须计算并肯定此部份的屈曲应力不会超出可接受的范围。从生产的角度考虑使用大量短而窄的加强筋比较使用数个深而阔的加强筋优胜。模具生产时(尤其是首办模具)：加强筋的阔度(也有可能深度)和数量应尽量留有馀额当试模时发觉产品的刚性及强度有所不足时可适当地增加因为在模具