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热和压力是钻石最著名的来源。但它们的作用不止于此:你家里几乎所有的塑料产品都是用同样的两种力制成的。
从20世纪50年代到现在,注塑主导了消费制造业,给我们带来了从玩具娃娃到假牙容器的一切。尽管它具有令人难以置信的多功能性,注射成型确实有一些设计限制。
注射成型的基本过程是加热和加压塑料颗粒,直到它们流入模具型腔;冷却模具;打开模具;排出的;合上模具。重复,重复,典型的一次塑料制造运行一万次,在模具的寿命中一百万次。生产几十万个零件并不容易,但有一些塑料零件的设计改变会有所帮助——其中最简单的是注意你的设计的壁厚。
注塑壁厚的约束
如果你拆开你家周围的任何塑料电器(就像大多数工程师小时候做的那样),你会注意到大部分零件的墙壁都是1毫米到4毫米厚(成型的最佳厚度),而且整个零件都是均匀的。为什么?两个原因。
首先,薄的壁冷却得更快,缩短了模具的循环时间,也就是制造每个零件所需的时间。如果塑料零件在模具填满后能更快地冷却,那么它就能更早安全地弹出而不会翘曲,而且因为在注塑机上花费时间,这个零件的生产成本更低。
第二个原因是均匀性:在冷却循环中,塑料零件的外表面首先冷却。冷却引起收缩;如果零件的厚度是均匀的,那么当模具冷却时,整个零件会均匀地从模具中收缩,然后顺利地出来。
然而,如果零件有厚的和薄的部分相邻,那么厚的区域的熔融中心将继续冷却和收缩后,薄的区域和表面已经凝固。随着这片厚厚的区域继续冷却,它不断收缩,只能从表面吸收物质。其结果是零件表面出现了一个小凹痕,称为凹痕。
在隐蔽的地方,凹陷的痕迹只能说明工程技术差,但在化妆品表面,它们可能需要数千美元的重新加工成本。你怎么知道你的零件注塑是否有这些“厚壁”问题?幸运的是,Fictiv有一个工具。
厚壁解决方案
幸运的是,厚墙有一些简单的解决方案。首先要注意的是问题所在。在下面的部分中,你可以看到两个常见的问题:螺孔周围的厚度,以及零件需要强度的厚度。
对于注塑件的螺孔,解决方案是使用“螺杆凸台”:用一个小圆筒的材料直接围绕螺孔,用一个肋或法兰的材料绑在外壳的其余部分。这允许更均匀的壁厚和更少的下沉痕迹。
当一个区域的部分需要特别坚固,但墙壁太厚,解决方案是类似的简单:肋。而不是使整个部分厚和难以冷却,薄的外表面成一个外壳,然后添加垂直的材料肋到内部的强度和刚性。除了更容易成型,这减少了所需材料的数量,降低了成本。
完成这些更改后,您可以再次使用DFM工具进行检查,通过单击您的部分,然后单击“上传修订”选项来上传更新的部分,以查看更改是否解决了问题。当然,当所有问题都解决后,在进行生产之前,先用3D打印机对零件进行原型测试。
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