塑膠產(chǎn)品壁厚設(shè)計應(yīng)遵循哪些原則?
塑膠產(chǎn)品壁厚的大小取決于產(chǎn)品需要承受的外力、是否作為其它零件的支撐、承接柱位的數(shù)量、伸出部份的多少以及選用的塑膠材料而定。一般的熱塑性塑料壁厚設(shè)計應(yīng)以4mm為上限。從經(jīng)濟(jì)角度來看,壁厚過厚的塑膠產(chǎn)品不但增加物料成本,延長模具注塑生產(chǎn)周期”冷卻時間〔,增加生產(chǎn)成本。從產(chǎn)品設(shè)計角度來看,過厚的塑膠產(chǎn)品增加引致產(chǎn)生空穴”氣孔〔的可能性,大大削弱產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度。
最理想的壁厚分布無疑是切面在任何一個地方都是均一的厚度,但為滿足功能上的需求以致壁厚有所改變總是無可避免的。在此情形,由厚膠料的地方過渡到薄膠料的地方應(yīng)盡可能順滑。太突然的壁厚過渡轉(zhuǎn)變會導(dǎo)致因冷卻速度不同和產(chǎn)生亂流而造成尺寸不穩(wěn)定和表面問題.對一般熱固性塑料來說,太薄的產(chǎn)品厚度往往引致操作時產(chǎn)品過熱,形成廢件。此外,纖維填充的熱固性塑料于過薄的位置往往形成不夠填充物的情況發(fā)生。不過,一些容易流動的熱固性塑料如環(huán)氧樹脂”Epoxies〔等,如厚薄均勻,最低的厚度可達(dá)0.25mm。
此外,采用固化成型的生產(chǎn)方法時,塑膠模具的流道、澆口和部件的設(shè)計應(yīng)使塑料由厚膠料的地方流向薄膠料的地方。這樣使模腔內(nèi)有適當(dāng)?shù)膲毫σ詼p少在厚膠料的地方出現(xiàn)縮水及避免模腔不能完全充填的現(xiàn)象。若塑料的流動方向是從薄膠料的地方流向厚膠料的地方,則應(yīng)采用結(jié)構(gòu)性發(fā)泡的生產(chǎn)方法來減低模腔壓力。
平面準(zhǔn)則
在大部份熱融過程操作,包括擠壓和固化成型,均一的壁厚是非常的重要的。厚膠的地方比旁邊薄膠的地方冷卻得比較慢,并且在相接的地方表面在澆口凝固后出現(xiàn)收縮痕。更甚者引致產(chǎn)生縮水印、熱內(nèi)應(yīng)力、撓曲部份歪曲、顏色不同或不同透明度。若厚膠的地方漸變成薄膠的是無可避免的話,應(yīng)盡量設(shè)計成漸次的改變,并且在不超過壁厚3:1的比例下。
轉(zhuǎn)角準(zhǔn)則
塑膠產(chǎn)品壁厚均一的要訣在轉(zhuǎn)角的地方也同樣需要,以免冷卻時間不一致。冷卻時間長的地方就會有收縮現(xiàn)象,因而發(fā)生部件變形和撓曲。此外,尖銳的圓角位通常會導(dǎo)致部件有缺陷及應(yīng)力集中,尖角的位置亦常在電鍍過程后引起不希望的物料聚積。集中應(yīng)力的地方會在受負(fù)載或撞擊的時候破裂。較大的圓角提供了這種缺點(diǎn)的解決方法,不但減低應(yīng)力集中的因素,且令流動的塑料流得更暢順和成品脫模時更容易。
轉(zhuǎn)角位的設(shè)計準(zhǔn)則亦適用于懸梁式扣位。因這種扣緊方式是需要將懸梁臂彎曲嵌入,轉(zhuǎn)角位置的設(shè)計圖說明如果轉(zhuǎn)角弧位R太小時會引致其應(yīng)力集中系數(shù)(Stress Concentration Factor)過大,因此,產(chǎn)品彎曲時容易折斷,弧位R太大的話則容易出現(xiàn)收縮紋和空洞。因此,圓弧位和壁厚是有一定的比例。一般介乎0.2至0.6之間,理想數(shù)值是在0.5左右。不同的塑膠物料有不同的流動性。塑膠產(chǎn)品注塑中壁厚過厚的地方會有收縮現(xiàn)象,而壁厚過薄的地方塑料不易流過。
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