塑料产品设计规范

塑料产品设计规范

塑料制品设计特点﹕

塑料产品的设计与其它材料如钢,铜,铝,木材等的设计有些是类似的;但是,由于塑料材料组成的多样性,结构﹑形状的多变性,使得它比起其它材料有更理想的设计特性;特别是它的形状设计,材料选择,制造方法选择,更是其它大部分材料无可比拟的.因为其它的大部分材料,其设计者在外形或制造上,都受到相当的限制,有些材料只能利用弯曲﹑熔接等方式来成形.当然,塑料材料选择的多样性,也使得设计工作变得更为困难,如我们所知,目前已经有一万种以上的不同塑料被应用过,虽然其中只有数百种被广泛应用,但是,塑料材料的形成并不是由单一材料所构成,而由一群材料族所组合而成的,其中每一种材料又有其特性,这使得材料的选择,应用更为困难.

塑料制品设计原则﹕

1.依成品所要求的机能决定其形状﹐尺寸﹐外观﹐材料

2.设计的成品必须符合模塑原则﹐既模具制作容易﹐成形及后加工容易﹐但仍保持成品的机能

塑料制品设计程序:

为了确保所设计的产品能够合理而经济,在产品设计的初期,在外观设计者﹐机构工程师,制图员,模具制造者,成形厂以及材料供应厂之间的紧密合作是必须的,因为没有一个设计者,能够同时拥有如此广泛的知识和经验,而从不同的事业观点所获得的建议,将是使产品合理化的基本前提;除此之外, 一个合理的设计考虑程序也是必须的;以下将就设计的一般程序作出说明:

一.确定产品的功能需求,外观.

在产品设计的初始阶段,设计者必须列出对该产品的目标使用条件和功能要求;然后根据实际的考虑,决定设计因子的范围,以避免在稍后的产品发展阶段造成可能的时间和费用的漏失.下表为产品设计的核对表,它将有助于确认各种的设计因子.

产品设计的核对表

一般数据:

1.产品的功能?

2.产品的组合操作方式?

3.产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化?

4.在制造和组合上是否可能更为经济有效?

5.所需要的公差?

6.空间限制的考虑?

7.界定产品使用寿命?

8.产品重量的考虑?

9.有否承认的规格?

10.是否已经有相类似的应用存在?

结构考虑:

1.使用负载的状态?

2.使用负载的大小?

3.使用负载的期限?

4.变形的容许量?

环境:

1.使用在什么温度环境?

2.化学物品或溶剂的使用或接触?

3.温度环境?

4.在该种环境的使用期限?

外观:

1.外形

2.颜色

3.表面加工如咬花,喷漆等.

经济因素:

1.产品预估价格?

2.目前所设计产品的价格?

3.降低成本的可能性?

二.绘制预备性的设计图:

当产品的功能需求,外观被确定以后,设计者可以根据选定的塑料材料性质,开始绘制预备性的产品图,以作为先期估价,检讨以及原则模型的制作.

三.制作原型模型:

原型模型让设计者有机会看到所设计的产品的实体,并且实际的核对其工程设计.原型模型的制作一般有两种方式,第一种就是利用板状或棒状材料依图加工再接合成一完整的模型,这种方式制作的模型,经济快速,但是,缺点是量少,而且较难作结构测试;另一种方式,是利用暂用模具,可作少量生产,需花费较高的模具费用,而且所费的时间较长,但是,所制作的产品较类似于真正量产的产品(需要特殊模具机构的部分,可能成形后再以机械加工成形),可做一般的工程测试,而且建立的模具,成形经验,将有助于产品针对实际模具制作,成形需要而作正确的修正或评估.

四.产品测试

每一个设计都必须在原型阶段,接受一些测试,以核对设计时的计算和假想和实体之间的差异.

产品在使用时所需要做的一些测试,大部分都可以籍着原型做有效的测试;此时,面对了所有设计的功能要求,并且能够达成一个完整的设计评估.

仿真使用测试通常在模型产品阶段就必须开始,这种型态的测试价值,取决于使用状态被模拟的程度而定.

机械和化学性质的加速化测速通常被视为模型产品评估的重要项目.

五.设计的再核对与修正

对设计的检讨将有助于回答一些根本的问题:所设计的产品是否达到预期的效果?价格是否合理?甚至于在此时,许多产品为了生产的经济性或是为了重要的功能和外形的改变,必须被发掘并改善,当然,设计上的重大改变,可能需要做完整的重新评估;假若所有的设计都经过这种仔细检讨,则能够在这个阶建立产品的细节和规格.

六.制定重要规格

规格的目的在于消除生产时任何的偏差,以使产品符合外观,功能和经济的要求,规格上必须明确说明产品所必须符合的要求,它应该包括:制造方法,尺寸公差,表面加工,分模面位置,毛边,变形,颜色以及测试规格等.

七.开模生产

当规格被谨慎而实际的订定之后,模具就可以开始被设计和制作,模具的设计必须谨慎并咨询专家的意思,因为不适当的模具设计和制造,将会使得生产费用提高,效率降低,并用可能造成质量的问题.

八. 质量的控制

对照一个已知的标准,订定对生产产品的规律检测是良好的检测作法,而检测表应该列出所有应该被检查的项目,另外,相关人员,如品管者或设计者也应与成形厂联合订定一个质量管理的程序,以利于在生产的产品能够符合规格的要求.

产品设计细节确定:

一．分模线之选定

1.不得位于明显影响外观的位置

2.开模时不形成死角(undercut)的位置

3.位于模具易加工的位置

4.位于成品后加工容易的位置

5.位于不影响尺寸精度的位置(尺寸关系重要的部分尽量放在模具的同一边)

二．脱模斜度

脱模斜度是为了便于产品从模具中脱出而设置的。

脱模斜度一采用1~2度﹐最小不小于0.5度。具体数值视成品形状﹐成形材料的类别﹐模具结构﹐表面精度﹐以及加工方等会有所不同。在不影响产品质量的前提下﹐脱模斜度愈大愈好。

三．产品外形及肉厚

产品外形尽量采用流线外形﹐避免突然的变化﹐以免在成形时因塑料在此处流动不顺引起气泡等缺陷﹔并且此处模具易产生磨损。

决定肉厚的主要因素﹕

1.结构强度是否足够

2.能否抵脱模力

3.能否均匀分散所受的冲击力

4.有埋入件时﹐能否防止破裂﹐如产生熔合线是否会影响强度

5.成形孔部位的熔合线是否会影响强度

6.尽可能肉厚均匀﹐以防止产生缩水

7.棱角及肉厚较薄部分是否会阻碍材料流动﹐从而引起充填不足

肉厚不均对成形性的影响﹕

1.成形品之冷却时间取决于肉厚较厚的部分﹐使成形周期延长﹐生产性能降低