壁厚均匀是塑胶件DFM设计中最基本的指南。
然而,不少工程师选择忽视这个原则,认为均匀壁厚不重要,从而任性设计。
当产品试模因此而出现各种质量问题后,例如缩水、变形翘曲、内应力和困气等,便要求供应商调整工艺参数来解决;当供应商多次调机甚至改模都无法解决问题时,工程师就认为供应商水平太low,把锅全部让供应商来背。
这样做,真的好吗?
对于塑胶件DFM设计来说,最重要的一个设计参数是零件壁厚。
塑胶件的壁厚可以分为三类:基本壁厚、侧壁壁厚、以及加强筋或支柱壁厚。
塑胶件的壁厚设计需要遵循几个指南:
塑胶件壁厚必须在合理的范围之内;
尽量减小塑胶件壁厚;
塑胶件壁厚均匀;
塑胶件壁厚与壁薄的地方均匀过渡;
本文关注的是壁厚均匀,壁厚均匀是指基本壁厚与侧壁壁厚保持一致和均匀。
壁厚均匀的一个例外是加强筋或支柱壁厚处壁厚为基本壁厚的40%~60%。
3.1 不均匀壁厚导致塑胶件缩水(凹陷)
在注塑成型时,壁厚和壁薄的区域冷却速度不一致。壁薄的区域(图中绿色 区域)先冷却固化;壁厚的地方(图中红色 区域)后冷却固化,冷却的过程伴随着收缩,于是在塑胶件表面产生缩水(a)或者内部产生缩孔(b)。
塑胶件表面的缩水缺陷如图所示。
3.2 不均匀壁厚导致塑胶件翘曲变形
壁厚壁薄处的收缩不一致容易使得塑胶件翘曲变形。
下图所示的手机外壳材料为PC+ABS,基本壁厚是侧壁厚度的1/3,差距非常大,结果造成不同区域的巨大收缩差异,产生内应力而造成塑胶件翘曲变形。
下一次,当工程师设计的塑胶件发生翘曲变形时,可不要再把锅让注塑供应商全背了!
3.3 不均匀壁厚导致内应力
不均匀壁厚导致冷却速度不一致,收缩不一致,继而在塑胶件内部产生应力。
在时间、载荷和温度的作用下,塑胶件很容易发生破裂而发生失效。
3.4 不均匀壁厚导致其它外观缺陷例如困气
塑胶熔料在充填时总是朝着阻力较小的路径前进,那么壁厚区域总是最先充填。如果壁薄处被壁厚区域包围,那么塑胶熔料就无法充填满壁薄处,从而造成困气。
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来源:降本设计