注塑件如何设计才能提高效率降低成本

制造设计（或 DFM）是一种设计零件的过程，以使它们更容易制造或更具成本效益，同时确保满足客户的质量和性能要求。制造设计应在设计过程中尽早进行，以避免以后以额外成本重新设计零件。 DFM 包括设计过程的所有方面，包括材料选择、零件优化和设计特性。

塑料材质选择

注塑成型零件可以由多种热塑性塑料制成，这些热塑性塑料分为商品塑料、工程塑料和高性能塑料。应根据产品的需求（例如强度、耐用性、热稳定性、耐化学性）和设备限制来选择聚合物。例如，高性能热塑性塑料可能需要改进的设备，因为它们的熔化温度很高。在其他情况下，成本可能是一个决定性因素。

组件数量

对于需要组装多个组件的产品，可能有机会重新设计零件以组合两个组件。工程师将评估这些组件如何相互使用，并确定它们是否可以在不对成型、成本或添加额外工艺产生负面影响的情况下进行组合。

还可以设计模具以优化型腔数量，从而降低成本。

设计零件

此处提供的指南非常笼统，因为聚合物的性质各不相同。一些强度更高的聚合物可能需要更少的材料来满足强度要求。收缩率和粘度因聚合物而异，这会影响成型性。如果您使用不熟悉的聚合物，请务必咨询塑料注射成型专家。

产品厚度

一个关键的设计考虑是确保一致的壁厚。更薄的壁使用更少的材料，提供更轻的产品，冷却更快，减少生产时间，但太薄，壁可能会翘曲、开裂、扭曲、收缩并可能失效。标称壁厚应由零件的功能性能和所使用的聚合物确定。

在塑料成型时，熔化的聚合物将采用阻力最小的路径——首先流向较厚的壁部分（跑道效应），从而导致熔合线和空气陷阱。当冷却发生时，较薄的区域会因粘度增加而产生流动阻力（迟滞）。这会导致冻结层——在熔化的塑料上形成一层表皮。

与模具接触的外部区域首先冷却。冷却会引起收缩，因此在壁厚均匀的情况下，整个零件会同时收缩离开模具。当有两层相连的壁，一薄一厚时，较薄的会先冷却。较厚的墙壁将在外部开始冷却，但内部将继续收缩，将材料从表面拉出并形成缩痕。应力还可能导致两壁相交处的翘曲、扭曲和开裂。逐渐过渡可以防止流动犹豫和跑道效应。在这些情况下，聚合物应从厚部分流向薄部分，以避免凹陷和空隙。

角落应该是圆角的。圆角（在 2D 中称为半径，可防止墙壁上的急剧过渡）用于墙壁与零件地板相交的地方。经验法则是应使用至少等于相邻壁厚 0.5 倍的半径。墙壁顶部的半径应为最近墙壁厚度的 1.5 倍。

结构特点

需要正确设计凸台、加强筋和角撑板等结构特征。凸台是塑料部件上的突出部分，例如螺钉插座或配合销的定位器，通常用于组装最终零件。凸台应与角落隔离，因为标称墙可能会出现下沉。可以通过将凸台连接到墙上的肋骨或连接到底座的角撑板来加强凸台。

肋条和角撑板有助于整合内部结构并防止零件翘曲。可以添加鱼片以减轻压力，但注意不要使其太大并造成水槽。

通常，凸台、加强筋或角撑板底座的厚度应为零件标称壁厚的 60% 或更少。加强筋高度不应超过公称壁厚的三倍。为了增加刚度，增加肋的数量而不是高度。将它们间隔至少两倍标称壁厚。

角撑板可以达到其所连接的肋条或凸台高度的 95%。角撑板底部长度通常是标称壁厚的两倍。