Reka bentuk struktur produk plastik

Produk plastik ada di mana -mana, tetapi mereka bentuknya tidak mudah. Bagaimanakah jurutera mengimbangi kekuatan, kos, dan kecekapan pengeluaran? Artikel ini akan mendedahkan kerumitan di sebalik reka bentuk struktur produk plastik. Anda akan mempelajari faktor utama, seperti ketebalan dinding, mengukuhkan tulang rusuk, dan banyak lagi, yang menjadikan bahagian plastik yang tahan lama dan kos efektif.

Ciri -ciri dan prosedur Reka Bentuk Struktur Bahagian Plastik

Bahan plastik menawarkan sifat unik dan pilihan pembentukan serba boleh, membezakannya daripada bahan kejuruteraan konvensional seperti keluli, tembaga, aluminium, dan kayu. Gabungan komposisi bahan dan kebolehbagaian yang tersendiri ini tahap fleksibiliti reka bentuk yang lebih tinggi berbanding dengan rakan -rakan mereka.

Komposisi bahan yang unik dan bentuk serba boleh

Pelbagai bahan plastik, masing -masing dengan sifat khususnya, membolehkan pereka untuk menyesuaikan pilihan mereka mengikut keperluan produk. Pelbagai ini, ditambah dengan keupayaan untuk membentuk plastik ke dalam bentuk yang rumit, membolehkan penciptaan geometri kompleks dan ciri -ciri fungsional yang akan mencabar atau tidak praktikal dengan bahan lain.

Prosedur Am untuk Reka Bentuk Bahagian Plastik

Untuk memanfaatkan kelebihan plastik dan memastikan reka bentuk struktur yang optimum, adalah penting untuk mengikuti pendekatan yang sistematik. Prosedur umum untuk reka bentuk bahagian plastik melibatkan beberapa peringkat utama:

1. Tentukan keperluan fungsional dan penampilan produk:

• Kenal pasti penggunaan yang dimaksudkan dan fungsi yang diperlukan

• Tentukan Rayuan Estetik dan Ciri Visual yang dikehendaki

2. Lukis Lukisan Reka Bentuk Awal:

• Buat lakaran awal dan model CAD berdasarkan keperluan fungsional dan estetik

• Pertimbangkan sifat bahan plastik yang dipilih semasa proses reka bentuk

3. Prototaip:

• Menghasilkan prototaip fizikal menggunakan kaedah seperti percetakan 3D atau Pemesinan CNC

• Menilai fungsi prototaip, ergonomik, dan reka bentuk keseluruhan

4. Ujian Produk:

• Menjalankan ujian yang ketat untuk menilai prestasi produk di bawah pelbagai keadaan

• Sahkan jika reka bentuk memenuhi keperluan fungsi dan standard keselamatan yang ditentukan

5. Reka bentuk semula dan semakan semula:

• Menganalisis hasil ujian dan mengenal pasti bidang untuk penambahbaikan

• Buat pelarasan reka bentuk yang diperlukan untuk meningkatkan prestasi, kebolehpercayaan, atau pembuatan

6. Membangunkan Spesifikasi Penting:

• Buat spesifikasi terperinci untuk produk akhir, termasuk dimensi, toleransi, dan gred bahan

• Pastikan spesifikasi diselaraskan dengan proses pembuatan dan piawaian kawalan kualiti

7. Buka pengeluaran acuan:

• Reka bentuk dan mengarang acuan suntikan berdasarkan spesifikasi produk yang dimuktamadkan

• Mengoptimumkan reka bentuk acuan untuk aliran bahan, penyejukan, dan pelepasan bahan yang cekap

8. Kawalan Kualiti:

• Mewujudkan sistem kawalan kualiti yang mantap untuk memantau dan mengekalkan konsistensi produk

• Periksa secara kerap bahagian yang dihasilkan untuk memastikan mereka memenuhi keperluan yang ditentukan

Faktor asas dalam reka bentuk struktur produk plastik

Ketebalan dinding

Ketebalan dinding memainkan peranan penting dalam reka bentuk produk plastik. Ketebalan yang betul memastikan prestasi optimum, pembuatan, dan keberkesanan kos.

Nilai ketebalan dinding yang disyorkan

Bahan plastik	minimum (mm)	bahagian kecil (mm)	bahagian sederhana (mm)	Bahagian besar (mm)
Nylon	0.45	0.76	1.5	2.4-3.2
PE	0.6	1.25	1.6	2.4-3.2
Ps	0.75	1.25	1.6	3.2-5.4
PMMA	0.8	1.5	2.2	4-6.5
PVC	1.2	1.6	1.8	3.2-5.8
Ms	0.85	1.54	1.75	2.4-3.2
Pc	0.95	1.8	2.3	3-4.5
Pom	0.8	1.4	1.6	3.2-5.4
Abs	0.8	1	2.3	3.2-6

Faktor yang mempengaruhi pemilihan ketebalan dinding

1. Sifat bahan plastik

• Kadar pengecutan

• Ketidakstabilan semasa pencetakan suntikan

2. Daya luaran bertahan

• Kekuatan yang lebih besar memerlukan dinding tebal

• Pertimbangkan bahagian logam atau pemeriksaan kekuatan untuk kes -kes khas

3. Peraturan keselamatan

• Keperluan rintangan tekanan

• Piawaian mudah terbakar

Memperkukuhkan tulang rusuk

Memperkukuhkan tulang rusuk meningkatkan kekuatan tanpa meningkatkan ketebalan dinding keseluruhan, mencegah ubah bentuk produk, dan meningkatkan integriti struktur.

Garis Panduan Reka Bentuk untuk Memperkukuhkan Rusuk

• Ketebalan: 0.5-0.75 kali ketebalan dinding keseluruhan (disyorkan: <0.6 kali)

• Ketinggian: ketebalan dinding kurang dari 3 kali

• Jarak: Lebih besar dari 4 kali ketebalan dinding

Aspek reka bentuk tetulang memerlukan perhatian

1. Elakkan pengumpulan bahan di persimpangan tulang rusuk

2. Mengekalkan keseragaman ke dinding luar

3. Kurangkan tulang rusuk mengukuhkan di lereng curam

4. Pertimbangkan kesan penampilan tanda tenggelam

Draf sudut

Draf sudut memudahkan penyingkiran bahagian mudah dari acuan, memastikan pengeluaran yang lancar dan bahagian berkualiti tinggi.

Sudut draf yang disyorkan untuk

bahan	bahan yang berbeza	acuan acuan
Abs	35'-1 °	40'-1 ° 20 '
Ps	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
Pc	30'-50 '	35'-1 °
Ms	25'-50 '	30'-1 °
PE	20'-45 '	25'-45 '
PMMA	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
Pom	30'-1 °	35'-1 ° 30 '
PA	20'-40 '	25'-40 '
HPVC	50'-1 ° 45 '	50'-2 °
SPV	25'-50 '	30'-1 °
Cp	20'-45 '	25'-45 '

Aspek pemilihan sudut draf memerlukan perhatian

1. Pilih sudut yang lebih kecil untuk permukaan berkilat dan bahagian ketepatan tinggi

2. Gunakan sudut yang lebih besar untuk bahagian dengan kadar pengecutan tinggi

3. Meningkatkan draf untuk bahagian telus untuk mengelakkan calar

4. Laraskan sudut berdasarkan kedalaman tekstur untuk permukaan bertekstur

Sudut r (sudut bulat)

Sudut bulat mengurangkan kepekatan tekanan, memudahkan aliran plastik, dan memudahkan demolding.

Garis panduan reka bentuk untuk sudut R

• Radius sudut dalaman: 0.50 hingga 1.50 kali ketebalan bahan

• Radius minimum: 0.30mm

• Mengekalkan ketebalan dinding seragam ketika merancang sudut bulat

• Elakkan sudut bulat di permukaan perpisahan acuan

• Gunakan jejari minimum 0.30mm untuk tepi untuk mengelakkan menggaru

Lubang

Lubang berfungsi dengan pelbagai fungsi dalam produk plastik dan memerlukan pertimbangan reka bentuk yang teliti.

Keperluan reka bentuk untuk lubang

• Jarak antara lubang (a): ≥ d (diameter lubang) jika d <3.00mm; ≥ 0.70D jika d> 3.00mm

• Jarak dari lubang ke tepi (b): ≥ d

Hubungan antara diameter lubang dan kedalaman

• Kedalaman lubang buta (a): ≤ 5d (disyorkan <2d)

• Kedalaman lubang (b): ≤ 10d

Pertimbangan Reka Bentuk untuk Jenis Lubang Khas

1. Lubang Langkah: Gunakan banyak lubang yang disambungkan secara diameter yang berbeza

2. Lubang bersudut: Sejajarkan paksi dengan arah pembukaan acuan apabila mungkin

3. Lubang sampingan dan lekukan: Pertimbangkan struktur menarik teras atau penambahbaikan reka bentuk

Bos

Bos menyediakan titik pemasangan, menyokong bahagian lain, dan meningkatkan integriti struktur.

Garis panduan reka bentuk asas untuk bos

• Ketinggian: ≤ 2.5 kali diameter bos

• Gunakan tulang rusuk tetulang atau lampirkan ke dinding luar apabila mungkin

• Reka bentuk untuk aliran plastik yang lancar dan memudahkannya

Mata reka bentuk untuk bahan yang berbeza

• ABS: diameter luar ≈ 2x diameter dalaman; Gunakan tulang rusuk beveled untuk pengukuhan

• PBT: Reka bentuk asas pada konsep tulang rusuk; Sambungkan ke sidewall apabila mungkin

• PC: Bos sisi interlock dengan tulang rusuk; Gunakan untuk pemasangan dan sokongan

• PS: Tambah tulang rusuk untuk pengukuhan; Sambungkan ke sisi sebelah ketika berdekatan

• PSU: diameter luar ≈ 2x diameter dalaman; ketinggian ≤ 2x diameter luar

Sisipan

Masukkan meningkatkan fungsi, menyediakan unsur -unsur hiasan, dan meningkatkan pilihan pemasangan di bahagian plastik.

Bentuk dan keperluan struktur untuk sisipan

1. KESELAMATAN: Serasi dengan proses pemotongan atau setem

2. Kekuatan mekanikal: Bahan dan dimensi yang mencukupi

3. Kekuatan ikatan: Ciri permukaan yang mencukupi untuk lampiran yang selamat

4. Kedudukan: Bahagian Memperluas Silinder untuk Penempatan Acuan Mudah

5. Pencegahan kilat: Sertakan struktur bos pengedap

6. Pemprosesan Pasca: Reka bentuk untuk operasi sekunder (threading, cutting, flanging)

Pertimbangan reka bentuk semasa menggunakan sisipan

• Memastikan kedudukan yang tepat dalam acuan

• Buat sambungan yang kuat dengan bahagian yang dibentuk

• Mencegah kebocoran plastik di sekitar sisipan

• Pertimbangkan perbezaan pengembangan haba antara sisipan dan bahan plastik

Tekstur permukaan produk dan reka bentuk teks/corak

Tekstur permukaan untuk produk plastik

Permukaan produk plastik boleh direka dengan pelbagai tekstur untuk meningkatkan estetika, fungsi, dan pengalaman pengguna. Tekstur permukaan biasa termasuk:

1. Licin

2. Percikan

3. Corak terukir

4. Terukir

Permukaan licin

Permukaan yang lancar hasil daripada permukaan acuan yang digilap. Mereka menawarkan:

• Bersih, penampilan anggun

• Bahagian yang lebih mudah diletakkan dari acuan

• Keperluan sudut draf yang lebih rendah

Permukaan yang terik

Dibuat melalui pemprosesan EDM tembaga rongga acuan, permukaan percikan api menyediakan:

• Tekstur yang unik dan halus

• Genggaman yang lebih baik

• Mengurangkan penglihatan ketidaksempurnaan permukaan

Permukaan terukir corak

Permukaan ini mempunyai pelbagai corak yang terukir ke dalam rongga acuan, yang menawarkan:

• Reka bentuk yang disesuaikan

• Pembezaan produk yang dipertingkatkan

• Sifat sentuhan yang lebih baik

Permukaan terukir

Permukaan terukir dicipta oleh corak pemesinan langsung ke dalam acuan, yang membolehkan:

• Tekstur yang mendalam

• Reka bentuk kompleks

• Ketahanan ciri permukaan

Draf pertimbangan sudut untuk permukaan bertekstur

Apabila merancang permukaan bertekstur, pertimbangkan peningkatan sudut draf untuk memudahkan lonjakan bahagian:

kedalaman tekstur	disyorkan sudut draf tambahan
0.025 mm	1 °
0.050 mm	2 °
0.075 mm	3 °
> 0.100 mm	4-5 °

Reka bentuk teks dan corak

Produk plastik sering menggabungkan teks dan corak untuk penjenamaan, arahan, atau tujuan hiasan. Unsur -unsur ini boleh dibangkitkan atau tersembunyi.

Permukaan yang dibangkitkan dan tersembunyi

Cadangan: Gunakan permukaan yang dibangkitkan untuk teks dan corak jika mungkin.

Manfaat permukaan yang dibangkitkan:

• Pemprosesan acuan yang dipermudahkan

• Penyelenggaraan acuan yang lebih mudah

• Keterbacaan yang dipertingkatkan

Untuk reka bentuk yang memerlukan ciri siram atau tersembunyi:

1. Buat kawasan tersembunyi

2. Menaikkan teks atau corak dalam rehat

3. Mengekalkan penampilan siram secara keseluruhan sambil memudahkan reka bentuk acuan

Dimensi teks dan corak

ciri	dimensi yang disyorkan
Ketinggian/kedalaman	0.15 - 0.30 mm (dibangkitkan)
	0.15 - 0.25 mm (tersembunyi)

Spesifikasi saiz teks

Ikuti garis panduan ini untuk reka bentuk teks yang optimum:

• Lebar strok (a): ≥ 0.25 mm

• Jarak antara aksara (b): ≥ 0.40 mm

• Jarak dari aksara ke tepi (c, d): ≥ 0.60 mm

Pertimbangan reka bentuk teks/corak tambahan

1. Elakkan sudut tajam dalam teks atau corak

2. Pastikan saiz kondusif untuk proses pencetakan

3. Pertimbangkan kesan teks/corak pada kekuatan bahagian keseluruhan

4. Menilai kesan teks/corak pada aliran bahan semasa membentuk

Pertimbangan reka bentuk struktur tambahan

Prinsip Reka Bentuk Struktur Pengukuhan

Struktur tetulang memainkan peranan penting dalam meningkatkan prestasi keseluruhan produk plastik. Mereka meningkatkan kekuatan, kekakuan, dan kestabilan dimensi.

Objektif utama reka bentuk tetulang:

1. Peningkatan kekuatan

2. Peningkatan kekukuhan

3. Pencegahan Warping

4. Pengurangan ubah bentuk

Kedudukan dan ukuran bantuan yang betul:

• Ketebalan dinding: 0.4-0.6 kali ketebalan badan utama

• Jarak:> 4 kali ketebalan badan utama

• Ketinggian: <3 kali ketebalan badan utama

• Pemeriksaan Lajur Skru: sekurang -kurangnya 1.0mm di bawah permukaan lajur

• Pengukuhan Umum: Minimum 1.0mm di bawah permukaan bahagian atau garis perpisahan

Teknik Penguatkuasaan Lanjutan:

1. Bar tetulang yang tidak disengajakan untuk mengelakkan pembentukan bahan

2. Struktur berongga di persimpangan tetulang

3. Reka bentuk berasaskan ketegangan untuk bala bantuan langsing

Mengelakkan kepekatan tekanan

Kepekatan tekanan boleh memberi kesan kepada integriti struktur dan panjang umur produk plastik. Teknik reka bentuk yang betul boleh mengurangkan isu -isu ini.

Kepentingan mengelakkan sudut tajam:

• Kekuatan bahagian yang dikurangkan

• Peningkatan risiko permulaan retak

• Potensi kegagalan pramatang

Langkah -langkah untuk mengurangkan kepekatan tekanan:

1. Chamfers

2. Sudut bulat

3. Lereng lembut untuk peralihan

4. Ke dalam selimut di sudut tajam

Teknik	Penerangan	Manfaat
Chamfers	Tepi beveled	Pengagihan tekanan secara beransur -ansur
Sudut bulat	Peralihan melengkung	Menghilangkan titik tekanan yang tajam
Lereng lembut	Ketebalan secara beransur -ansur berubah	Walaupun pengagihan tekanan
Ke dalam berongga	Penyingkiran bahan di sudut	Pengurangan tekanan setempat

Merancang sudut draf yang sesuai

Draf sudut adalah penting untuk lonjakan bahagian yang berjaya dari acuan. Mereka memberi kesan yang signifikan kepada kualiti dan kecekapan pengeluaran.

Prinsip untuk menentukan draf sudut:

1. Gunakan sudut nombor keseluruhan (misalnya, 0.5 °, 1 °, 1.5 °)

2. Sudut luaran> sudut dalaman

3. Memaksimumkan sudut tanpa menjejaskan penampilan

Faktor yang mempengaruhi draf saiz sudut:

• Bahagian kedalaman

• Kemasan permukaan

• Kadar pengecutan bahan

• Kedalaman tekstur

Draf sudut reka bentuk sudut untuk bahan yang berbeza:

Bahan	yang disyorkan Draf Sudut Julat
Abs	0.5 ° - 1 °
Pc	1 ° - 1.5 °
Ms	0.5 ° - 1 °
Ps	0.5 ° - 1 °
Haiwan kesayangan	1 ° - 1.5 °

Reka bentuk struktur dari perspektif struktur acuan

Reka bentuk acuan yang cekap adalah penting untuk pengeluaran plastik yang berjaya. Pertimbangkan aspek ini untuk mengoptimumkan kedua -dua bahagian dan reka bentuk acuan.

Mengelakkan struktur kompleks:

• Memudahkan bahagian geometri

• Kurangkan undercuts

• Meminimumkan tindakan sampingan

Mengelakkan struktur pemotongan dalaman:

• Menghapuskan ciri yang memerlukan tarikan teras kompleks

• Reka bentuk untuk kebolehcapaian garis perpecahan

Memandangkan keperluan pelepasan sisi:

• Benarkan ruang yang mencukupi untuk pergerakan slider

• Reka bentuk permukaan penutupan yang sesuai

• Mengoptimumkan orientasi bahagian dalam acuan

Merancang ciri-ciri bukan isotropik plastik

Banyak plastik mempamerkan sifat bukan isotropik, yang memerlukan pertimbangan reka bentuk khas untuk memaksimumkan prestasi.

Menyelaraskan arah aliran bahan dengan arah galas beban:

• Pintu acuan orient untuk mempromosikan corak aliran yang menggalakkan

• Pertimbangkan orientasi serat dalam plastik bertetulang

Arah daya relatif kepada garis gabungan:

• Reka bentuk untuk kuasa tegak lurus atau bersudut dengan garis kimpalan

• Elakkan daya selari dengan garis gabungan untuk mengelakkan kelemahan

Reka bentuk struktur dari perspektif pemasangan

Reka bentuk perhimpunan yang berkesan memastikan fungsi produk, umur panjang, dan kemudahan pembuatan.

Mengelakkan saiz besar dengan toleransi kecil:

• Pecahkan bahagian besar menjadi komponen yang lebih kecil

• Gunakan susunan toleransi yang sesuai

Reka bentuk antara muka ikatan:

• Mengutamakan kekuatan ricih atas ketegangan yang merobek

• Meningkatkan kawasan permukaan ikatan

• Pertimbangkan keserasian kimia pelekat

Pertimbangan sambungan bolt untuk bahagian plastik:

• Gunakan sisipan untuk sambungan tekanan tinggi

• Merancang struktur bos yang sesuai

• Pertimbangkan perbezaan pengembangan haba

Ringkasan

Dalam reka bentuk produk plastik, faktor struktur utama seperti ketebalan dinding, mengukuhkan tulang rusuk, dan draf sudut adalah penting untuk ketahanan dan prestasi. Adalah penting untuk mempertimbangkan sifat bahan, struktur acuan, dan keperluan pemasangan sepanjang proses. Reka bentuk struktur yang betul bukan sahaja meningkatkan fungsi produk tetapi juga mengurangkan kecacatan dan kos pembuatan. Dengan memberi tumpuan kepada unsur-unsur reka bentuk ini, pengeluar dapat memastikan bahagian plastik yang berkualiti tinggi, kos efektif yang memenuhi keperluan fungsional dan estetik.