深度 | 塑胶件：不均匀的壁厚会带来哪些后果？

导读

壁厚均匀是塑胶件设计的一个非常基本的原则。据我观察，大多数的工程师都知道这个原则，但是很多都认为这个不重要、选择任性设计而不遵守。

当塑胶件第一次试摸发现各种质量问题，例如缩水、变形翘曲、内应力和困气等时，首先想到的是通过调整注塑工艺参数来解决，当多次调整问题依然无法完全解决时，工程师就会认为这个注塑厂的水平不很难，把锅全部让注塑厂来背。

但是，这样做真的对吗？

（论甩锅的技巧）

1. 什么是壁厚

对于塑胶件的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。

2. 什么是壁厚均匀原则

塑胶件的壁厚设计需要遵循几个原则：

• 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；

本文关注塑胶件的壁厚均匀原则。

壁厚均匀原则包括两个方面，一个方面是基本壁厚与侧壁的壁厚保持一致和均匀；

另一个方面是加强筋或支柱壁厚设计为基本壁厚的40%~60%。

3. 不均匀壁厚会带来什么后果

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、不均匀壁厚导致内应力

如前文所述，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。

如图所示的PS材料香料瓶在筋与筋连接的地方出现了裂痕，这主要是因为这一区域的壁厚与周围的壁厚不一致所导致。

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助力较小的路径前进，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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