【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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