注塑成型：设计高质量成型件的10个关键思索要素（一）
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有成千上万的设计师设计注塑件，但在这个大型社区中有一个精英团队，他们可以为注塑商设计零件。注塑产品设计经过多个开发阶段的演变，然后才能最终记录所有部件并将其发布给模塑商进行生产。开发过程的最后一步是最关键的，因为在不显着增加成本或项目延迟的情况下，无法再进行设计更改或更正。
不幸的是，只有在项目团队检查和评估第一篇文章部件后才会发现塑料零件设计错误。即使采用当今复杂的模流模拟，3DCAD干涉检查，快速原型设计和众多其他开发工具，任何人都无法预测注塑零件的每个潜在问题。然而，有一种非常简单，低成本的方法可以最大限度地减少潜在问题，并确保完美的零件。它被称为与您的模塑商合作，这是本文的重点。
您认为如何正确设计注塑零件并不重要-您应尽可能在设计过程中尽早与您的首选模塑商建立紧密的合作关系。每个模塑商都有自己的工具偏好和成型零件技术，这可能会对零件设计产生重大影响。这些主观偏好可以影响影响注塑件的以下任何主要设计相关参数：
1.材料选择和后果
2.严格的公差
3.下沉痕迹
4.钢铁安全区
5.门位置
6.关闭角度
7.拔模角度方向
8.纹理和草稿
9.调度关键的启动阶段
10.二次操作和固定装置
设计师/工程师通常很难在设计过程的早期发展这种关系，因为模具的选择经常被推迟到设计完成并由采购部门正式报价发布。此外，许多模塑商在确保将项目授予他们之前不会提供任何意见。这种僵局使设计人员无法遵循这些建议，由于工具复杂性或周期时间长，往往导致不可接受的延迟或成本超支。从长远来看，这些政策不具有成本效益，因为它们会显着降低产品开发的效率。但是，有一些简单的解决方案可以解决这个矛盾。
大公司通常使用的第一个解决方案是根据员工内部专家的广泛分析，生成一份首选供应商的简短列表。由于其互惠互利的业务安排，整个开发过程中工程师通常可以访问这个有限的三到四个优选模塑商和工具制造商。较小的公司可以通过建立诚信的业务关系在过程的早期选择一个或两个可行的模塑商。这种非正式握手协议要求双方对最终与彼此开展业务的估计成本和条款保持一致。虽然没有任何保证，但随着模塑商和设计师在整个设计开发过程中分享他们的知识，可以开发联盟。
应该注意的是，设计高质量的注塑件需要设计者了解与注塑相关的所有基本设计参数，并且是本领域的技术人员。模塑商/设计师合作伙伴关系不是一个实习计划-它应该优化最终设计到生产的切换，几乎没有或没有变化。如果成功完成，最终生产部件通常由于以下原因而成本有效地模制成规格。
1.材料选择和后果
材料通常在设计过程的早期指定，并应由双方共同商定。有时，模塑商可以大幅折扣购买大量特定树脂。这些折扣可以传递给客户。例如，如果设计师可以指定ABS等级与模塑商大量购买的ABS等级相匹配，则可以节省数万美元。设计师可能会发现，由于粘度，高玻璃含量或结晶度，某些高性能树脂可能不适合模塑商。可以选择树脂用于特定的物理或化学抗性性质，但可能非常难以模塑或保持规定的公差。模塑商应该与指定的树脂和整体零件要求一致，因为他们需要实际模塑零件。
2.严格的公差
虽然设计师应尽可能始终提供宽大的公差，但很多时候必须保持严格的公差，以确保合身，功能或外观。这些图像说明了一组注塑件的设计细节，这些注塑件需要符合合理但紧密的公差，以达到美观和功能要求。模塑商被纳入设计评审，以插入他的评论和承诺，以维持规格。
面对设计注塑件的任何设计师面临的最大挑战之一是在设计中提供足够的间隙以适应公差变化。公差变化取决于几个变量，包括材料，过程控制和工具设计。设计中可接受的公差范围因模塑商而异。设计人员必须与模塑商讨论合理的关键公差规范，并在必要时考虑可能的模具修改选项。这可能需要有意设计某些设计特征，并留出额外的间隙，以后通过从模具中取出钢来紧固。没有人愿意通过焊接添加钢来弥补干扰问题。模塑商可能会提供一些维护严格公差控制的建议，包括后加工
3.水槽痕迹
经验丰富的设计师始终面临着避免注塑部件凹陷痕迹的挑战。虽然肋或凸台底部的建议最大壁厚应小于垂直面壁的60％，但有些模塑商更喜欢50％或更少。应该注意的是，这是一个指导原则，并不能保证QC部门可以接受该部件。
在注塑部件的设计开发过程中，避免在化妆品表面上留下凹痕总是一个挑战。如果在对面添加肋骨或凸台，模塑商总是不愿意保证化妆品表面没有任何凹痕。当肋骨和凸台包括吃水时，挑战更加复杂。这个罗纹细节是一个很好的例子来说明这一点。与您的模塑商密切合作可能会带来简单的解决方案，例如最小化吃水深度，肋骨高度或添加其他功能以消除水槽。
化妆品表面缺陷取决于浇口位置，工具质量，标称壁厚，材料，添加剂，表面光洁度，颜色和视角。在做出任何这些决定之前，通过与模塑商明确地建立可接受的表面质量，可以避免生产问题。信誉良好的模塑商将在生产开始前提供诚实的期望和备份计划。模塑商可能建议消除零件内部的所有特征，而其他人可能建议采用特殊的取芯技术。
4.钢铁安全区
当我们设计注塑件时，我们经常面临需要严格公差的细节，例如卡扣配合，对齐功能或互锁部件。在CAD中很容易完美地对齐和匹配这些功能，但在生产过程中重复生成它们并不容易。模塑商无法自信地复制的细节通常设计为“钢质安全”。为了不熟悉该术语的人的利益，钢材安全意味着设计特征具有足够的间隙，以便工具制造商能够轻松地加工钢材。在模塑初始试验后，用于收紧间隙的模具。大多数模塑商更喜欢这些预防措施，以避免将材料焊接回模具，然后再加工。
焊接总是会影响加工质量，价格昂贵并且会延迟生产启动。在设计过程早期与模塑商或工具制造商密切合作，可以最大限度地减少设计的修订，使您双方就应该使钢材安全的关键尺寸以及设计中包含的间隙量达成一致。通常情况下，这些合作的，精心策划的决策对工具预算几乎没有任何影响，对产品发布的影响微乎其微。相反，一些模塑商希望零件的设计与预期完全一致，并且不希望增加间隙。这就是为什么与您选择的模塑商密切沟通很重要的原因。
5.门位置
理想情况下，浇口位置应由设计师，模塑商和工具制造商指定。浇口位置对注塑件的几乎每个属性都至关重要。它影响外观，翘曲，公差，表面光洁度，壁厚，模压和物理性能，仅举几例。
一些设计师使用模流模拟来决定浇口设计和位置。如果模塑商同意他们的建议，我认为这很好。我不同意坚持要求他们的门建议必须保持不妥协的设计师。在任何一种情况下，在整个设计周期内与模塑商密切合作将确保浇口不会对零件性能，外观或配合产生不利影响。模塑商也愿意为设计师提供有关门的类型和可能必须根据浇口设计添加到零件几何中的特征的建议。模塑商还将在不同类型的闸门之间进行权衡，包括风扇闸门，边缘闸门或浇口闸门。
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