塑胶件结构设计的基本知识都在这,总结的很全面
一、 塑胶件
塑胶件设计时尽可能做到一次成功,对某些难以保证的地方,考虑到修模时给模具加料难、去料易,可预先给塑料件保留一定的间隙。
常用塑料介绍
常用的塑料主要有 ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等,其中常用的透明塑料有 PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用ABS+PC;显示屏采用 PC,如采用 PMMA 则需进行表面硬化处理。日常生活中使用的中底挡电子产品大多使用 HIPS 和 ABS 做外壳,HIPS 因其有较好的抗老化性能,逐步有取代 ABS 的趋势。
常见表面处理介绍
表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面处理效果。而 PP 料的表面处理性能较差,通常要做预处理工艺。近几年发展起来的模内转印技术(IMD)、注塑成型表面装饰技术(IML)、魔术镜(HALF MIRROR)制造技术。
IMD 与 IML 的区别及优势:
1. IMD 膜片的基材多数为剥离性强的 PET,而 IML 的膜片多数为 PC。
2. IMD 注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而 IML 是整个膜片履在树脂上。
3. IMD 是通过送膜机器自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂 。
1.1 外形设计
对于塑胶件,如外形设计错误,很可能造成模具报废,所以要特别小心。外形设计要求产品外观美观、流畅,曲面过渡圆滑、自然,符合人体工程。 现实生活中使用的大多数电子产品,外壳主要都是由上、下壳组成,理论上上下壳的外形可以重合,但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响,造成上、下外形尺寸大小不一致,即面刮(面壳大于底壳)或底刮(底壳大于面壳)。可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时,尽量使产品:面壳>底壳。
一般来说,上壳因有较多的按键孔,成型缩水较大,所以缩水率选择较大,一般选 0.5%。
底壳成型缩水较小,所以缩水率选择较小,一般选 0.4%。 即面壳缩水率一般比底壳大 0.1% 。
1.2 装配设计
指有装配关系的零部件之间的装配尺寸设计。主要注意间隙配合和公差的控制。
1.2.1 止口
指的是上壳与下壳之间的嵌合。设计的名义尺寸应留 0.05~0.1mm 的间隙,嵌合面应有 1.5~2°的斜度。端部设倒角或圆角以利装入。 上壳与下壳圆角的止口配合。应使配合内角的 R 角偏大,以增大圆角之间的间隙,预防圆角处的干涉。
1.2.2 扣位
主要是指上壳与下壳的扣位配合。在考虑扣位数量位置时,应从产品的总体外形尺寸考虑,要求数量平均,位置均衡,设在转角处的扣位应尽量靠近转角,确保转角处能更好的嵌合,从设计上预防转角处容易出现的离缝问题。
扣位设计应考虑预留间隙。
设计扣位时应考滤侧抽心有无足够的行程。
1.2.3 螺丝
一般采用自攻螺丝,直径为 2~3mm。
以上表中所提供的是HIPS 和 ABS 料常用螺丝孔尺寸,对于不同的材料,螺丝孔尺寸有所不同,一般来说,比较软、韧性较好的材料 d 值小,较脆的材料所选 d值要大一点。
1.3 结构设计
在基本厚度的设计上,不宜过薄,否则外客强度不足,容易导致变、断裂等问题的出现,过厚则浪费材料,影响注塑生产。一般外壳壁厚控制在 1~2mm。外壳整体厚度应平均过度,不得存在厚度差异变化大的结构,否则容易导致外观缩水,特别是在筋位底部和螺丝柱位。 为预防缩水,筋位厚度控制在 0.6~1.2mm。
1.3.1 面壳
键孔的设计。键孔的碰穿方式有三种选择。
A 方式利于模具的制作,但碰穿处的利边容易导致卡键;B 方式则避免了卡键问题,但当碰
穿偏心时则键孔变小,产生利边。C 方式增加了按键的倒入斜脚,同时保存了碰穿偏心的余
量,有效的防止了问题的出现,现一般采用 B 或 C。
1.3.2 按键设计
间隙:按键设计时要注意按键与面壳键孔的间隙,一般来说,如果按键采用硅胶按键,则按键与面壳键孔的间隙为 0.2~0.3mm。如果按键采用悬臂梁,则要考虑预留按动时偏摆的间隙。如按键表面需要处理则要考虑各种表面处理对间隙的影响。水镀(电镀)镀层厚度一般为 0.1mm,喷涂和真空镀一般为 0.05mm。
键顶圆弧:如考虑按键表面需进行丝印等处理时,按键表面圆弧不宜过大,弓形高度小于 0.5mm。
圆角:按键顶部周边需倒圆角,避免卡住按键。
悬臂梁的不同设计对按键效果有不同的影响
上图所示按键按动时偏摆较大,按键与面板键孔要预留较大的间隙
上图所示按键按动时偏摆较小,按键主要做垂直运动,按键与面板键孔预留较小的间隙 。
另一方面,悬臂梁的长度和厚度也直接影响到按键的效果,如果是联体按键,则要避免按键连动(即按一个按键时,其它按键也跟着运动的现象,严重时会发生其它按钮发生动作,造成误操作)
按键手感:轻触式按钮的按动力量大小一般要求在 100g~200g,按动灵活,手感良好。
按键寿命:按键寿命一般要求 100000 次。
控制变形:对于悬臂梁按键,生产、运输、储存时一定要控制按键的变形,因为轻微的变形都可能导致按键的使用效果明显下降。
2张表、68句趣味口诀,轻松掌握PA、PP、PC、ABS等塑料改性要点!
塑料改性的原理和技术是:塑料聚合物通过添加功能助剂、添加剂、填料等、或通过不同聚合物的共混,通过机械设备采用物理方法、化学方法或将不同的方法有机结合,制成符合一定要求的塑料聚合物。
其主要采用的改性技术有共混、填充、增韧、增强、相容、阻燃、合金化等技术。本文根据相关资料,通过两张表总结了常见再生塑料改性的解决方案。
再生塑料的相容性
再生塑料常见的有:PVC、PE、PP、HIPS、ABS、、AS、PMMA、PET、PBT、PC、PA6、PA66、POM、PPS、高温尼龙、EVA、TPU、TPE等,其相容性是相似相容的原则。对于再生材料,关键要把握住哪些能适当混合,哪些混合不好:
再生塑料的合金化
对于再生塑料,有部分是不能充分分开,而我们也可以利用再生塑料的性质,用这些再生料或不能分开的再生料制作塑料合金,生产出符合要求的改性料。所以要知道这些就要了解常生产的塑料合金及其常使用的相容剂。
再生塑料的增强
对于再生塑料的增强,常提到的多是玻纤增强,对于像碳纤及钢纤等再生塑料增强比较少见。对于玻璃纤维增强,主要要做好以下几点:
要处理好玻纤与塑料的表面结合,一是添加偶联剂进行表面处理,如PP加玻纤可以添加偶联剂KH-550等;二是添加相容剂进行表面连接处理,如PP加玻纤可以添加PP-g-MAH(PP接枝马来酸酐)等。
根据强度要求,对于强度要求高的尽量玻纤细,如常见玻纤988A,如果不强调一般是给14μ ,而用10μ~12μ的强度就会高。不过也不是越细越好,同等条件小越细就会导致越难剪切与分散,特别是象黏度低的PP与PE更难剪切,有时会导致拉条困难。
68句趣味口诀,塑料改性研发必备!
注明:本文来源于“今日塑价”公众号(id:jinrisujia)