塑料件的设计要求及电镀要求(运用实操)

塑料件的设计要求
1、塑料的外观要求•产品表面应平整、饱满、光滑、过渡自然，不得有碰、划伤以及缩孔等缺陷。

•产品厚度应均匀一致，无翘曲变形、飞边、毛刺、缺料、水丝、流痕、熔接痕及其它影响性能的注塑缺陷。

•毛边、浇口应全部清除、修整。

•产品色泽应均匀一致，表面无明显色差。

颜色为本色的制件应与原材料颜色基本一致且均匀。

•需配颜色的制件应符合色板要求。

2、塑料件设计要点
2.1、开模方向和分型线•每个塑料产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响。

•开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯，减少拼缝线，延长模具寿命。

2.2、脱模斜度•适当的脱模斜度可避免产品拉毛。

光滑表面的脱模斜度应大于0.5度，细皮纹表面大于1度，粗皮纹表面大于1.5度。

•适当的脱模斜度可避免产品顶伤，深腔结构产品设计时外表面斜度要求小于内表面斜度，以保证注塑时模具型芯不偏位。

2.3、产品壁厚•各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5－4mm。

当壁厚超过4mm时，将引起冷却时间过长产生缩印等问题，应考虑改变产品结构。

一般摩托车的塑料厚度为3±0.2mm。

•壁厚不均会引起表面缩印，引起气孔和熔接痕。

2.4、加强筋，加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。

应避免筋的集中，否则引起表面缩印。

•加强筋的厚度一般为壁厚的1/3－1/2。

•筋与筋之间的距离大于4倍壁厚。

•筋的高度小于3倍壁厚。

•加强筋的单面斜度应大于1.5°，以避免顶伤。

2.5、圆角•圆角一般取0.5 1.5倍壁厚。

•圆角太小可能引起产品应力集中，导致产品开裂。

•圆角太小可能引起模具型腔应力集中，导致型腔开裂•合理的圆角，还可以改善模具的加工工艺，如型腔可直接用R刀铣加工，而避免低效率的电加工。

2.6、孔的设计•孔的形状应尽量简单，一般取圆形。

•孔的轴向和开模方向一致，可以避免抽芯。

•当孔的长径比（孔深/孔径）大于2时，应设置脱模斜度。

此时孔的直径应按小径尺寸计算。

•盲孔的长径比一般不超过4。

•孔与产品边缘的距离一般大于孔径尺寸。

2.7、注塑模的抽芯机构及避免•当塑件按开模方向不能顺利脱模时，应设计抽芯机构。

抽芯机构能成型复杂产品结构，但易引起产品拼缝线、缩印等缺陷，并增加模具成本缩短模具寿命。

•设计时，无特殊要求尽量避免抽芯结构。

如孔轴向和筋的方向改为开模方向。

2.8、一体铰链•利用PP料的韧性，可将铰链设计成和产品一体。

•作为铰链的薄膜尺寸应小于0.5mm，且保持均匀。

•注塑一体铰链时，浇口只能设计在铰链的某一侧。

2.9、嵌件•在注塑产品中镶入嵌件可增加局部强度、硬度、尺寸精度和设置小螺纹孔（轴），满足各种特殊需求。

•设置嵌件会增加产品成本。

•嵌件一般为铜，也可以是其它金属
或塑料件。

•嵌件在嵌入塑料中的部分应设计止转和防拔出结构。

如滚花、孔、折弯、压扁、轴肩等。

•嵌件周围塑料应适当加厚，以防止塑件应力开裂。

•设计嵌件时，应充分考虑其在模具中的定位方式（孔、销、磁性）。

2.10、标识•产品标识一般设置在产品内表面较平坦处，并采用凸起形式。

•选择法向与开模方向尽可能一致的面处设置标识，可以避免拉伤。

2.11 注塑件精度•由于注塑时收缩率的不均匀性和不确定性，注塑件的精度明显低于金属件，应按标准
GB/T 14486《塑料模塑料件尺寸公差》选择适当的公差要求。

2.12 翻边、凹凸结构•合理设置翻边和凹凸结构，可以增加塑料件的强度。

•合理设置翻边，可以让塑料件的边光滑，满足外部凸出物的标准要求。

•塑料件外部与人体接触部位的R圆角应≥2mm。

2.13 塑料件的焊接•焊接的种类：热板焊、超声波焊、振动焊，如：后反射器的面板与地板之间采用超声波焊接。

•采用焊接可提高联接强度。

•采用焊接可简化产品设计。

不同材料之间、复杂结构之间都可以采用焊接。

2.14 合理考虑工艺和性能之间的矛盾•设计塑料件时，必须综合考虑产品外观、性能和工艺之间的矛盾。

•有时牺牲部分工艺性，可得到很好的外观或性能。

•设计外观时，也必须充分考虑性能和工艺。

•外观是为性能服务的，不能为了外观而设计外观。

2.15 避免注塑缺陷•结构设计实在无法避免注塑缺陷时，尽可能让缺陷发生在产品的隐蔽部位。

塑料件电镀的要求
塑件选材：塑料的种类很多，但并非所有的塑料都可以电镀。

有的塑料与金属层的结合力很差，没有实用价值；有些塑料与金属镀层的某些物理性质如膨胀系数相差过大，在高温差环境中难以保证其使用性能。

目前用于电镀最多的是ABS，其次是PP。

另外PSF、PC、PTFE等也有成功电镀的方法，但难度较大。

塑件造型：在不影响外观和使用的前提下，塑件造型设计时应尽量满足如下要求。

(1) 避免薄壁、不均匀壁厚。

金属光泽会使原有的缩瘪变得更明显，因此要避免制品的壁厚不均匀状况，以免出现缩瘪，而且壁厚要适中，以免壁太薄(小于1.5 mm)，否则会造成刚性差，在电镀时易变形，镀层结合力差，使用过程中也易发生变形而使镀层脱落。

(2) 避免盲孔，否则残留在盲孔内的处理液不易清洗干净，会造成下道工序污染，从而影响电镀质量。

(3) 避免锐边、大平面。

电镀中的锐边会引起尖端放电，造成边角镀层隆起、锐边变厚的现
象，因此应尽量采用圆角过渡，圆角半径至少0.3 mm 以上。

平板形塑件难电镀，镀件的中心部分镀层薄，越靠边缘镀层越厚，整个镀层呈不均匀状态，应将平面形改为略带圆弧面或用桔皮纹制成亚光面。

电镀的表面积越大，中心部位与边缘的光泽差别也越大，略带抛物面能改善镀面光泽的均匀性。

(4) 塑件上尽量减少凹槽和突出部位。

因为在电镀时深凹部位易露塑，而突出部位易镀焦。

凹槽深度不宜超过槽宽的1/3，底部应呈圆弧。

有格栅时，孔宽应等于梁宽，并小于厚度的1/2。

(5) 镀件上应设计有足够的装挂位置，与挂具的接触面应比金属件大2～3倍。

(6) 塑件的设计要使制件在沉陷时易于脱模，否则强行脱模时会拉伤或扭伤镀件表面，或造成塑件内应力而影响镀层结合力。

(7) 当需要滚花时，滚花方向应与脱模方向一致且成直线式．滚花条纹与条纹的距离应尽量大一些。

(8) 塑件尽量不要用金属镶嵌件，否则在镀前处理时嵌件易被腐蚀。

(9) 塑件表面应保证有一定的表面粗糙度。

模具设计：为了确保塑料镀件表面无缺陷、无明显的定向组织结构与内应力，在设计与制造模具时应满足下面要求。

(1) 模具材料不要用铍青铜合金，宜用高质量真空铸钢制造，型腔表面应沿出模方向抛光到镜面光亮，不平度小于0.2mm，表面最好镀硬铬。

(2) 电镀塑件表面如实反映模腔表面，因此模腔应十分光洁，模腔表面粗糙度应比制件表面表面粗糙度高1～2级。

(3) 分型面、熔接线和型芯镶嵌线不能设计在电镀面上。

(4) 浇口应设计在制件最厚的部位。

为防止熔料充填模腔时冷却过快，浇口应尽量大(约比普通注射模大1O%)，最好采用圆形截面的浇口和浇道，浇道长度宜短一些。

(5) 应留有排气孔，以免在制件表面产生气丝、气泡等疵病。

(6) 选择顶出机构时应确保制件顺利脱模。

注射机选用：注射机选用不当，有时会因为压力过高、喷嘴结构不合适或混料使制件产生较大的内应力，从而影响镀层的结合力。

成型工艺：注塑制件由于成型工艺特点不可避免地存在内应力，但工艺条件控制得当就会使塑件内应力降低到最小
程度，能够保证制件的正常使用。

相反，如工艺控制不当，就会使制件存在很大的内应力，不仅使制件强度性能下降，而且在储存和使用过程中出现翘曲变形甚至开裂，从而造成镀层的开裂，甚至脱落。

所以工艺参数的控制应使制件内应力尽可能小。

要控制的工艺条件有原材料干燥、模具温度、加工温度、注射速度、注射时间、注射压力、保压压力、保压时间、冷却时间等。

塑型后处理：由于注塑条件、注射机选择、制件造型设计及模具设计的原因，都会使塑件在不同部位不同程度地存在内应力，它会造成局部粗化不足，使活化和金属化困难，最终造成金属化层不耐碰撞和结合力下降。

试验表明，热处理和用整面剂处理都可有效地降低和消除塑件内应力，使镀层结合力提高20～60%。

非导体金属化方法(method of metalizing nonconductors)
非导体电镀法须先将非导体表面形成导电化，其过程是将对象用机械或化学方法粗化(roughening)得到内锁表面(interlocking surface)，然后披覆上导电镀层，其方法有：
(1)青铜处理(bronzing)：将金属细粉末，通常是铜粉混合粘结剂(binder)，涂在对象上，然后用氰化银溶液浸镀。