注塑产品结构设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,注塑产品结构设计,1、通论,2、原型之设计,3、产品设计,组装设计,5、焊接设计,6、浇口设计,7、节约成本设计,胡雄伟2019.1.15,1通论,产品设计是利用材料,经设计成为新创的外形或结构,以制成指,定作用或目的的产品。其所须具备之条件为,1.在功能上:要能符合使用者的需求。,2.在使用操作上:要能符合使用者的习惯与身份,3.在外型上:要能合乎简单的制造原则并满足使用者的喜好,4.材料应用与加工方法上:要合乎经济与合理的原则,并能求得,最适化而降低成本。,即任何一新产品,从构思到生产,对一公司而言,其考量前题为,以下所列各项,将来性:公司未来发展领域的配合,成长性,技术性:与该公司现有技术之关系,原料设备获得之难易及技,术上成功的可能性。,领先性:是否可申请或抵触专利及制品是否具独特性。,销售可能性:产品的展望,推出市场之难易,销售网的建立及,有无商品特征等可能性,经济性:研究经费人员的多寡,开发期间的长短,设备投资额,之获得及获利率的大小。其它如材料之选择、加工方式、模具的,设计、二次加工方式及安全规范、法令等,皆须详加考虑,通常塑料新制品产生的方式可分为三种,1.再设计( redesign):就是将现有产品的部分,做,些改变或修饰,使成为更具价值与流行的新产品,现今市场上约莫80%,属于此类,2.组合 combination):结合两种以上不同功能,发,展而成之新制品。例如PC制成的潜水镜再贴上防雾,膜,而成为价值更高的新产品。此类新产品约占10,3.创新( innovation):剩下的10%即为发明前所未有,之新制品,此类产品由于须花费较长的时间在宣传,及消费者的接受性上,所以通常这方面之设计比例,较低,塑料产品设计者与其它设计者最大的不同是,前者,必须详加考虑塑料之各种物性,尤其是环境变化对,物性之影响及在长时间负载下对产品之影响,通常,塑料之物性数据是在实验室的环境下,依照,美国标准测试方法ATM)而测得。而所设计的塑料,产品并不会正如测试样品在同样条件下成形或被加,应力。其它如,肉厚及形状。,所加负载之速率及时间长短。,玻纤之排列方向。,缝合线,表面缺陷。,成形参数。,以上这些;都会影响到塑料产品之强度及韧性,设计者亦须考虑到温度,湿度,阳光(紫外线),化学药剂等之影响。所以了解其产品的最终目的而,探讨相关的物性是非常重要的。下表2-1为一标准的,设计检查表( design check list。,2-1計檢查表,產品名,公司,B.操作懈件,正”常,最大,操仵温度,毒命(時),員載力,員載時問開始,结束,c環境因案,化零品,無法操仵之周溫度,日光百射,D說計條件,安因素,最大折量,尺寸公差,蜚配方法,完成,代理商嘧碼檢驗,E功能測式,F其他(任何有助於了解該產品之消息或意見,),2原型之设计,为了能将实物从设计的阶段到真正的商品化,我,们通常是建一原型而加以测试并修正。最好的方,法是尽可能的将原型与将商品化制造的加工方式,相近。大部份的工程塑料产品是由射出成型所制,出,所以原模必须为一单模穴原型模具所制得。,以下将讨论各种制造原型之方法及其优缺点,2-1机械加工圆杆或平板、块法,(machining from rod or slab stock),此法是当所允许的设计时间非常短及只须少量的原型和物体的形,状非常简单的时候,我们可将其经机械加工而得。这样不仅能帮,助发展车定的设计u能做为有限度的测试结果条件;但千万,其物性如强度,韧性及伸长量可能会小于真正的成形品,因,为机械加工会在原模上留下痕迹,强度及韧性可能会高于成形品,因为圆杆或平板块具较高的,结晶度。,若是加了玻纤的产品,则玻纤的方向性影响会误导了结果,成形品的特性如顶出针痕,浇口痕及不定形的表面结构将不,会出现在原型上,无法探讨缝合线及接合线之影响。,由于内应力之不同,尺寸稳定性会被误导,在圆杆或平板,块的中间常有包气现象,以致减少了其强度,同理在成形品的较厚肉处亦有此现象,而无法做一致的评估,只有少数的圆杆或平板,块材料可供选择。,22铸模法( die casting tool,令通常我们能够修正射出成形的原型,如果具,有铸模模具的话。利用此铸模模具可减少对,制造原型工具的须要及以低成本提供所须的,前测试。然而,此法也许也无甚助益,因为,原来的模具可能是为金属铸模而设,而非塑,料。所以,外壁及肋将不会最适化;浇口通,常会过大及位置不合;并且无法有效的冷却,塑料产品,造成质量具甚大的相异性,23原型模具法( protoype tool),今特别是对塑料产品设计而言,利用便宜的铝,黄铜或是铍铜合金制成原型是个不错的方法。,因为基本的讯息如收缩度,玻纤方向性及浇,口位置皆可得之。但由于此模具只能承受有,限度的射压,所以无法正确的估算出成形周,期( cycle time),而且模具冷却性被限制,甚,至不存在。可是,在另,方面而言,其好处为此形式能够有效的提,供样品做最终的目的测试及快速的修正外形,尺寸。,2-4生产试模法( preproduction too,对设计的未来发展及产品的准确性而言,最好的方,法是制造钢铁试模。它可以为单模穴模具或以多模,穴模具为体的单模穴模具。此模穴已经机械加工完,成,只是未做硬化处理,所以仍可做一些修正。其,好处为它具有与生产模具相同之冷却效果,收缩与,翘曲可被探得;还有因为具有适当的顶,岀鞘,模具能够如生产线般的循环,于是能够探得,其周期。当然,最重要的是这些样品能够如最终产,品般的做强度,抗冲击,磨耗及其它物性等之测试,以上各法都是为了能在正式大量商品化前,做最低,成本及最有效的预估分析。当然,我们不能本末倒,置,忘记了最终产品的真正须求。最好是写下一标,准产品所须表,如功能,外观,可容许的公差等,做个最完美的设计者,