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塑膠制品產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計

        
                           員工教育訓練教材    
文件名稱 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計準則--壁厚篇  文件編碼 RE0705XY001 訓練單位 結(jié)構(gòu)課 頁數(shù) 1OF4    
制定部門 系統(tǒng)工程部 制定日期 2007.05.22 訓練日期 2007.06.11 版本 1.1版    
基本設計守則 　 　 　 　 　 　 　    
      壁厚的大小取決於產(chǎn)品需要承受的外力、是否作為其他零件的支撐、承接柱位的數(shù)量、伸出部    
份的多少以及選用的塑膠材料而定。一般的熱塑性塑料壁厚設計應以4mm為限。從經(jīng)濟角度來看，過    
厚的產(chǎn)品不但增加物料成本，延長生產(chǎn)周期”冷卻時間〔，增加生產(chǎn)成本。從產(chǎn)品設計角度來看，過    
厚的產(chǎn)品增加引致產(chǎn)生空穴”氣孔〔的可能性，大大削弱產(chǎn)品的剛性及強度。   　    
　　 最理想的壁厚分布無疑是切面在任何一個地方都是均一的厚度，但為滿足功能上的需求以致壁    
厚有所改變總是無可避免的。在此情形，由厚膠料的地方過渡到薄膠料的地方應盡可能順滑。太突然    
的壁厚過渡轉(zhuǎn)變會導致因冷卻速度不同和產(chǎn)生亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和表面問題。   　    
　　 對一般熱塑性塑料來說，當收縮率“Shrinkage Factor”低於0.01mm/mm時，產(chǎn)品可容許厚度的    
改變大 ；但當收縮率高於0.01mm/mm時，產(chǎn)品壁厚的改變則不應過大 。對一般熱固性塑料來說，太    
薄的產(chǎn)品厚度往往引致操作時產(chǎn)品過熱，形成廢件。此外，纖維填充的熱固性塑料於過薄的位置往往    
形成不夠填充物的情況發(fā)生。不過，一些容易流動的熱固性塑料如環(huán)氧樹脂“Epoxies”等，如厚薄    
均勻，最低的厚度可達0.25mm。         　    
　　  此外，采用固化成型的生產(chǎn)方法時，流道、澆口和部件的設計應使塑料由厚膠料的地方流向薄    
膠料的地方。這樣使模腔內(nèi)有適當?shù)膲毫σ詼p少在厚膠料的地方出現(xiàn)縮水及避免模腔不能完全充填的    
現(xiàn)象。若塑料的流動方向是從薄膠料的地方流向厚膠料的地方，則應采用結(jié)構(gòu)性發(fā)泡的生產(chǎn)方法來減    
低模腔壓力。             　    
平面準則               　    
     在大部份熱融過程操作，包括擠壓和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚膠的地方比旁    
邊薄膠的地方冷卻得比較慢，并且在相接的地方表面在澆口凝固後出現(xiàn)收縮痕。更甚者引致產(chǎn)生縮水    
印、熱內(nèi)應力、撓曲部份歪曲、顏色不同或不同透明度。若厚膠的地方漸變成薄膠的是無可避免的話    
，應盡量設計成漸次的改變，并且在不超過壁厚3:1的比例下。下圖可供叁考。   　    
　    
 
        　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　 　 　 　 　 　 　 　 　    
核準 復核 審核 經(jīng)辦    
　 　 　 　    
   
   
        
                           員工教育訓練教材    
文件名稱 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計準則--壁厚篇  文件編碼 RE0705XY001 訓練單位 結(jié)構(gòu)課 頁數(shù) 2OF4    
制定部門 系統(tǒng)工程部 制定日期 2007.05.22 訓練日期 2007.06.11 版本 1.1版    
轉(zhuǎn)角準則 　 　 　 　 　 　 　 　    
　　　壁厚均一的要訣在轉(zhuǎn)角的地方也同樣需要，以免冷卻時間不一致。冷卻時間長的地方就會有    
收縮現(xiàn)象，因而發(fā)生部件變形和撓曲。此外，尖銳的圓角位通常會導致部件有缺陷及應力集中，尖    
角的位置亦常在電鍍過程後引起不希望的物料聚積。集中應力的地方會在受負載或撞擊的時候破裂    
。較大的圓角提供了這種缺點的解決方法，不但減低應力集中的因素，且令流動的塑料流得更暢順    
和成品脫模時更容易。下圖可供叁考之用。       　    
　
 
            　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　　　轉(zhuǎn)角位的設計準則亦適用於懸梁式扣位。因這種扣緊方式是需要將懸梁臂彎曲嵌入，轉(zhuǎn)角    
位置的設計圖說明如果轉(zhuǎn)角弧位R太小時會引致其應力集中系數(shù)(Stress Concentration Factor)    
過大，因此，產(chǎn)品彎曲時容易折斷，弧位R太大的話則容易出現(xiàn)收縮紋和空洞。因此，圓弧位和壁    
厚是有一定的比例。一般介乎0.2至0.6之間，理想數(shù)值是在0.5左右。   　    
　
 
            　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　 　 　 　 　 　 　 　 　    
核準 復核 審核 經(jīng)辦    
　 　 　 　    
   
   
         
                           員工教育訓練教材    
文件名稱 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計準則--壁厚篇  文件編碼 RE0705XY001 訓練單位 結(jié)構(gòu)課 頁數(shù) 3OF4    
制定部門 系統(tǒng)工程部 制定日期 2007.05.22 訓練日期 2007.06.11 版本 1.1版    
壁厚限制 　 　 　 　 　 　 　 　    
　　　不同的塑膠物料有不同的流動性。膠位過厚的地方會有收縮現(xiàn)象，膠位過薄的地方塑料不    
易流過。其實大部份厚膠的設計可從使用加強筋及改變橫切面形狀取締之。除了可減省物料以致    
減省生產(chǎn)成本外，取締後的設計更可保留和原來設計相若的剛性、強度及功用。下圖的金屬齒輪    
如改成使用塑膠物料，更改後的設計理應如圖一般。       　    
　 Bitmap
 
            　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
不同材料的設計要點           　    
ABS               　    
　　　a) 壁厚             　    
　　　壁厚是產(chǎn)品設計最先被考慮，一般用於注塑成型的會在1.5 mm (0.06 in) 至4.5 mm (0.18     
in)。 壁厚比這范圍小的用於塑料流程短和細小部件。典型的壁厚約在2.5mm (0.1 in)左右。一般    
來說，部件愈大壁厚愈厚，這可增強部件強度和塑料充填。壁厚在3.8mm (0.15 in) 至6.4mm (0.25    
 in)范圍是可使用結(jié)構(gòu)性發(fā)泡。         　    
　　　b) 圓角 　 　 　 　 　 　 　    
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                           員工教育訓練教材    
文件名稱 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計準則--壁厚篇  文件編碼 RE0705XY001 訓練單位 結(jié)構(gòu)課 頁數(shù) 4OF4    
制定部門 系統(tǒng)工程部 制定日期 2007.05.22 訓練日期 2007.06.11 版本 1.1版    
　　　　建議的最小圓角半徑是膠料厚度的25%，最適當?shù)陌霃?nbsp; 膠料厚比例在60%。輕微的增加    
半徑就能明顯的減低應力。           　    
PC               　    
　　　a) 壁厚             　    
　　　壁厚大部份是由負載要求  內(nèi)應力  幾何形狀  外型  塑料流量  可注塑性和經(jīng)濟性來決    
定。PC的建議最大壁厚為9.5mm (0.375 in)。若要效果好，則壁厚應不過3.1mm (0.125 in)。在    
一些需要將壁厚增加使強度加強時，肋骨和一些補強結(jié)構(gòu)可提供相同結(jié)果。PC大部份應用的最小    
壁厚在0.75 mm(0.03 in)左右，再薄一些的地方是要取決於部件的幾何和大小。短的塑料流程是    
可以達到0.3 mm (0.012 in) 壁厚。         　    
　　壁厚由厚的過渡到薄的地方是要盡量使其暢順。所有情況塑料是從最厚的地方進入模腔內(nèi)，    
以避免縮水和內(nèi)應力。           　    
　　均一的壁厚是要很重要的。不論在平面轉(zhuǎn)角位也是要達到這種要求，可減少成型後的變型問    
題。               　    
PA               　    
　　a) 壁厚             　    
　　尼龍的塑膠零件設計應采用結(jié)構(gòu)所需要的最小厚度。這種厚度可使材料得到最經(jīng)濟的使用。    
壁厚盡量能一致以消除成型後變型。若壁厚由厚過渡至薄膠料則需要采用漸次變薄的方式。 　    
　　b) 圓角             　    
　　建議圓角R值最少0.5mm (0.02 in)，此一圓角一般佳可接受，在有可能的范圍，盡量使用較    
大的R值。因應力集中因素數(shù)值因為R/T之比例由0.1增至0.6而減少了50% ，即由3減至1.5 。而最    
佳的圓角是為R/T在0.6之間。         　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　               　    
　 　 　 　 　 　 　 　 　    
核準 復核 審核 經(jīng)辦