深度 | 塑料代替金属的典型案例
利用塑胶件可以具有复杂形状和结构的特点,一个塑胶件往往可以替代两个甚至多个金属件或其它零件,而多个塑胶件在有些时候也可以合并成一个塑胶件以节省成本。塑料代替金属,并不是指简单的将一个金属件的材料替换成塑料即大功告成,而是需要考虑将多个金属件合并成一个塑胶件,这样才能更大限度的利用塑胶件低成本低的特点来降低产品成本。如图1所示,传统的灯具使用金属件,包括铝合金的外壳和散热片,零部件众多,装配复杂。而现代化的灯具使用塑胶件将多个金属件合并成一个零件,零件数量减少,产品结构简单,装配工序少,产品成本大幅降低。
在电子电器产品中,合理的电缆线走向和固定对产品的散热和EMI等至关重要,电缆线固定一般通过专用的束线带、线扣和护线环等零件来完成。而在塑胶件中增加一些简单特征即可实现电缆线的固定,避免紧固件的使用,节省紧固件的零件成本和装配成本,如图2所示。
如图3所示,传统手术用牵开器是不锈钢材料经过冲压加工和精密的二次机械加工而得,成本较高。新型手术用牵开器使用塑料经注塑加工而得。使用塑胶件代替冲压件具有以下好处:- 一次注塑即可成型,可大幅节省零件成本,并满足强度、硬度和生物相容性等要求。
- 塑胶手术牵开器可进行符合人体工学的外形设计,方便操作者的使用,提高舒适度和避免疲劳。
- 塑胶手术牵开器可具有特定颜色,以区别其它手术器材。
- 塑胶手术牵开器具有低的热传导性,对热不敏感,即使在冬天也不会让人感觉冰冷,利于病人的感触。
如图4所示,传统接线盒的卡扣和铰链等零部件是用冲压加工或机械加工等方法制造,零件数量众多,装配成本高;新型接线盒采用塑料卡扣和铰链,零件数量由二十几个减少到几个,零件制造成本较低;同时装配简单,装配成本也降低;因此产品成本大幅降低。
如图5所示,某光纤面板是由6个零件通过冲压加工后焊接而成,装配时间长,装配成本高,同时焊接质量不易保证。可将6个冲压件合并成一个塑胶件,节省零件成本和装配成本;由于光纤面板有防电磁辐射的要求,可使用具有导电性的特殊塑料。
如图6所示,传统水阀是铜合金压铸件经过二次机械加工而得,使用塑胶件代替压铸件,在保证水流效率的前提,可以降低75%的零件重量和节省50%的零件成本。
如图7所示,某设备支架原来是通过压铸工艺进行制造,使用注塑工艺进行替代后,可节省60%的零件成本。
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