注塑成型的设计技巧

注塑成型工艺广泛用于大批量生产，因为它产生的废品率相对较低，并且具有较高的可重复性。注塑成型工艺的多功能性需要更广泛的设计考虑。大部分的设计考虑都会在列出产品要求后在模具上进行。

影响注塑成型设计的一些因素包括：零件的使用方式（单一产品或组装）、其尺寸和机械要求以及其承受化学物质或压力等因素的能力。下面探讨了注塑成型设计时需要考虑的一些重要提示。

1.仔细选择适合您设计的材料

不同的注塑成型材料具有不同的特性。例如，一些注塑材料比其他材料提供更多的尺寸稳定性。同样，一些粘合剂比其他粘合剂更好。材料设计考虑以下因素：温度、压力、生物和化学相互作用。

热塑性树脂可大致分为无定形和半结晶。虽然半结晶热塑性塑料提供更好的耐化学性和电阻性，但它们的无定形对应物尺寸更稳定，更耐冲击。材料选择会影响所需的公差等级或某些特征，如壁厚。

2。考虑零件公差

公差受冷却过程中发生的收缩影响。 PLA 等非晶材料通常比 PEEK 等半结晶材料具有更严格的公差。

严格的公差使生产成本更高，但它们可能是您的零件安装或正常工作所必需的，尤其是在装配中使用时。

我们建议在设计阶段联系您的供应商，讨论他们使用的公差标准。

例如，DIN 16901 包含一个通用公差表作为不同材料的参考。如果您的供应商使用此标准并且您需要更严格的公差或其他标准，他们会要求您提供 2D 图纸。

3。选择合适的壁厚

有几个关键点需要考虑，以确保您为注塑设计选择合适的壁厚：

• 更薄的壁可以缩短周期时间并降低零件成本。对于许多应用，1.5-2.5 毫米的壁厚就足够了，但您也可以参考不同材料的推荐壁厚
• 与 CNC 加工零件不同，塑料注塑成型零件受益于一致的壁厚。如果某个部分的某一部分比另一部分厚，则该位置会出现缩痕。
• 不均匀的壁厚也会导致翘曲，因为这些壁会以不同的速度冷却和收缩。如果您需要不均匀的厚度，则厚度变化不应超过标称壁厚的 15%，并且应始终具有平滑或锥形过渡，以获得高质量的零件。

以下是不同材料推荐的壁厚：

4.为您的设计添加拔模角度

许多材料去除工艺（例如 CNC 加工）可以产生垂直壁。但是，创建具有垂直壁的注塑成型零件设计会导致零件卡住，特别是在核心处，因为零件在冷却时会收缩。

如果在顶出零件时施加过大的力，损坏顶针甚至模具的风险会变得非常高。将零件的壁设计为略微倾斜以避免此问题。这种倾斜称为草稿。

由于它在设计中产生的高度复杂性，通常在零件设计的最后阶段添加草稿。不同的表面需要不同的吃水。带纹理的表面需要最多的吃水。注塑成型中常见的一些曲面及其最小拔模斜度如下。

• 对于“接近垂直”的要求：0.5°
• 最常见的情况：1 ~ 2°
• 所有关闭面：3°
• 具有浅纹理的面：1 ~ 3°
• 中等纹理的脸：5°+

5.在某些部位添加肋骨和角撑板

某些零件需要肋条。肋条和角撑板为零件提供额外的强度，并有助于消除外观缺陷，如翘曲、凹陷和空隙。这些特征对于结构组件是必不可少的。因此，最好将它们添加到零件中，而不是增加零件的厚度以增加强度。

但是，如果设计不当，可能会导致收缩。当某些零件的冷却速度比其他零件快得多时，就会发生收缩，从而导致某些部分永久弯曲。将加强筋的厚度保持在其所附着墙壁厚度的 50% 至 60% 之间，可以有效减少翘曲。

6.为零件设计添加半径和圆角

在可能的情况下，对零件应用半径可消除尖角，从而改善材料流动和零件的结构完整性。当熔融材料流过拐角或流入拐角时，尖角会导致零件变弱。唯一无法避免尖角的地方是分型面或关闭面。

圆角和圆角也有助于零件顶出，因为圆角在顶出过程中比尖角更不容易卡住。此外，尖角在结构上也不可取，因为它们会导致应力点失效。半径有助于消除拐角处的压力。

此外，在零件中加入尖角会成倍增加生产成本，因为这需要模具具有尖角，而这只能通过非常昂贵的制造技术来实现。

添加至少 0.5 倍相邻壁厚度的内半径和 1.5 倍尺寸的外半径。

7.避免底切并尽可能提供插槽

卡扣配合可通过底切获得。直拉模具由两半组成，是最简单的设计，不适合制造具有底切特征的零件。这是因为用 CNC 加工这种模具很困难，而且材料在顶出时容易卡住。

底切通常使用侧芯创建。然而，侧芯显着增加了加工成本。幸运的是，有一些设计技巧可以在不使用侧芯的情况下实现底切功能。这样做的一种方法是引入一个插槽。

这也称为直通核心。另一种方法是调整或移动零件的分型线。执行此操作时，还要相应地调整拔模角。移动分型线最适合零件外侧的倒扣。

您还可以使用剥离底切，也称为凹凸。但是，仅当零件在从模具中弹出时具有足够的柔韧性以变形和膨胀时才使用此功能。

另外，给足够的空间 ：凸块必须具有 30° 至 45° 的导程角才能有效弹出。昂贵的侧芯的所有这些替代品都需要对零件进行重大的重新设计。当由于可能影响零件功能而无法重新设计零件时，您必须使用滑动侧向动作和核心来处理底切。

这些特征在模具关闭时滑入，在模具打开时滑出。侧芯必须垂直移动并具有适当的拔模角。

8.将凸台连接到侧壁或肋骨

凸台是模制在塑料零件中的圆柱形支架，可容纳插入件、自攻螺钉或销钉，用于组装或安装零件。

自攻时，凸台的外径（OD）应为螺钉直径的2.5倍。

老板不应该是独立的。始终使用肋条或角撑板将凸台连接到侧壁或地板上。它们的厚度不应超过整个零件厚度的 60%，以尽量减少零件外部可见的缩痕。

例如，外壁为 3 毫米的零件，其内肋的厚度应不超过 1.7 毫米。

9.浇口：突出显示零件上不得有任何标记的视觉上重要的表面

为了使用注塑成型正确设计和制造您的零件，制造商必须从一开始就了解您对外观的要求。

工具制造商要考虑的一个关键点是浇口位置。浇口是熔融材料进入模具的入口部分。工具制造商必须选择浇口的类型并战略性地定位它们，以尽量减少潜在的质量问题。

门也留下门痕迹或部件被门的视觉指示——即使它是微妙的。

这就是为什么我们建议让您的供应商了解任何美学和功能要求，并确定在哪里不进门。

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