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结构设计均衡胶厚对于注塑成型的影响以及改善方案

【怎么样设计才算是均衡胶厚？】

对于刚刚开始接触结构设计这行的一木，同样也遇到过这样的问题，怎么的设计才算是均衡胶厚。起初我的理解是，所有厚度都一致，应该就是均衡胶厚了。画完结构一评审，被领导批的体无完肤。

我说：你们不是说要均衡胶厚吗？我画的都是1.2的厚度，很均匀啊，怎么会缩水，怎么就不对呢？

答案是：当然不对，均衡胶厚指的是注射成型时胶厚在模具系统内冷却硬化时间要均衡，不能有些地方已经冷却硬化了，而有些却没有，所以就会导致厚的地方塌陷缩水，前一篇有用煎鸡蛋来打这个比方，应该很容易明白原理。

【那么结构设计的时候设计加强筋有什么用途？】

在结构设计的时候壳体设计的第一个步骤是抽壳（Shell），首先要确定壳体的基本壁厚。壳体的壁厚对部件的很多关键特性的影响至关重要，包括结构强度，外观，成型及成本。

设计阶段优化的壳体厚度可以降低后续可靠性测试的风险，修模的成本以及成型的困难。

简单地讲，对于平板状截面，每增加10%的壁厚，部件的刚性会增加33%左右；对于一个简单的塑料面，厚度增加25%可以使壳体的刚度增加一倍。但增加厚度会对手机的外观，部件的成型时间，成本及整个手机的重量带来负面的影响。

【那塑胶产品成型后为什么会缩水，原因又是什么？】

缩水现象是指由于产品在冷却硬化过程中出现体积收缩，壁厚处的表面原料被拉入，从而在产品表面出现凹陷痕迹的现象。

缩水现象通常和以下因素相关：

1，注塑工艺问题（如注射压力过低、保压时间不够、模温过高、冷却时间不够等等）

2，结构设计问题（胶位厚度不均匀、筋宽与胶位厚度比例不当、产品胶位厚度过厚等）

3，模具加工问题（进料口过小或流道截面过小等）。

解决办法：

1，注塑工艺引起的相对容易解决，只要根据排查到的原因做相应的调整就可以

2，由结构不良引起时，就需要修改模具了，一般来讲，筋底部厚度不应超过胶位厚度的2/3

3，模具问题的话相应做调整和修改

当然对于入行的同学来说，可能还是无法理解，

下面我们根据示意图来分析如何设计才是好的

【01】L形转角均衡胶厚设计

根据上图所示,所有壁厚都是1.7mm，那么A处与B处那个设计是正确的？

答：A处，B处胶厚应该设计成1.7*0.6（筋位不能大于主厚度的2/3）=1.0mm，否则外观面会缩水。

【02】U字形筋位均衡胶厚设计

根据上图所示,A处与B处均衡胶厚1.7mm，C处胶厚1.0mm，那个设计是正确的？

答：A处与C处，道理同上。B处胶厚应该设计成1.7*0.6（筋位不能大于主厚度的2/3）=1.0mm

【03】螺丝柱的均衡胶厚设计

根据上图所示,A处与B处螺丝柱都是统一厚度1.0mm，那么那个设计是正确的？

答：B处，因为根据整体大型厚度D线走向可以看出，A处螺丝柱在C处位置厚度不均衡，超出了1.0mm厚度，此处会缩水。

肯定有人会问，B处哪里螺丝打不了，太窄了，A处又缩水，那怎么解决？

见下图

根据上图所示，螺丝柱此处掏胶，在确保掏胶面到外观面0.8mm厚度的前提下，要保证此处有0.6mm以上的模具钢材厚度，然后再做一条筋骨连接，确保强度。

【04】螺丝柱火山口的设计

根据上图所示螺丝柱的厚度已经超过了大型厚度的1.7mm2/3了，那么为了确保螺丝柱的强度以及螺丝不滑牙，必须要这么厚，怎么办？

答：前一篇有说过解决方案，比如搭桥设计，或者底部掏火山口设计。

那么火山口如何设计？

见下图

根据上图所示A处与B处需要确保厚度1.0mm以上，防止胶厚太薄，造成走胶困难，C处需要确保模具强度，最少0.8mm以上的宽度。

提问：为什么掏火山口就能改善此处缩水呢?

答：同理，一样是为了快速降低塑胶冷却硬化，防止太厚塌陷缩水。

提问：除了螺丝柱此处可以做火山口掏胶防止缩水，在其他部位是否同样的方法也可以？

答：是的，比如很厚的筋位等。但是需要注意的是，掏火山口只是起到改善作用，很多时候是无法做到彻底解决，如果产品外观面是做素材的，不建议用掏火山口的方式去改善缩水，建议用搭桥的方式。

【结语】

1，以上只是单独描述示意，请勿根据以上图片定义结构的可靠性，一个完善的结构，除了要确保产品外观不缩水以外，还需要确保整体的结构强度。

2，在设计加强筋的时候，要确保厚度不能超过大型厚度的2/3，否则会有缩水风险。

3，对于塑胶件的不良分析，真正原因并非能轻易查出，需要工艺、模具、结构等综合考虑。

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