设计更强的成型部件与肋骨,扣板,和耐用的材料

通过结合战略支撑功能和选择正确的热塑性塑料,将强度构建到您的部件设计中

产品设计师以不同的方式和不同的原因来增强注塑零件的强度。解剖零件的应用是确定是否应该在零件中设计额外强度的第一步。客户将如何使用你的产品,它将在什么样的环境中生存?您可能需要能够承受重复冲击、抗磨损或承受重物的部件。它可能像将肋板或扣板集成到您的设计中一样简单,或者更复杂的设计元素组合,包括支持功能、材料、壁厚等。找到设计考虑因素的适当平衡将有助于解决您的部件对强度和稳定性的需求。

beplay体育下载ios注塑模设计与扣板
Gussets,如图所示,在一个独立的老板,提供结构支持和整体稳定性的部分,而不必增加壁厚。

塑料肋骨设计

肋骨是一种细长的、像墙一样的特征,通常被设计到部件的几何结构中,用于为墙壁或其他特征(如boss)增加内部支撑。在类似的方式,扣板是支持功能,加强区域,如墙壁或boss的地板。就像桥梁的梁和柱在顶点用扣板支撑以增加结构的临界强度一样,同样的概念也适用于塑料注射成型。beplay体育下载ios

用Gussets加固boss和墙壁

肋板和扣板都可以在不增加壁厚的情况下提供部件的稳定性,并且对于壁已经很薄的部件特别有益,这些部件可能会因最终用户的磨损而受损。重要的是要注意,肋骨和扣板不应超过公称壁厚的60%。这些特征保持比主墙薄,以避免肋骨和扣板与墙相交的部分过厚。当在内部肋到墙的交叉点有多余的材料时,凹陷痕迹可能出现在零件的可见一侧。

产品设计师可以使用不同的罗纹结构制造方形、矩形、菱形、三角形或蜂窝状图案,使零件变硬。肋骨图案相当于挖去不需要的材料,只留下肋骨支撑系统,这也降低了部件的重量和成本。但是,请记住不要删除与产品组件中其他部件接口的表面和特征。

beplay体育下载ios注塑模设计带圆角
如本例(1)和近距离插入视图(2)所示,圆角是肋与壁相遇的曲面,以帮助消除尖角周围的额外机械应力。

圆角和半径

由于尖角会削弱零件,圆角(肋与壁相遇的曲面)也可以设计成零件几何形状,以消除成品零件上额外的机械应力集中。就像扣板一样,过小的圆角将无法完成减轻压力的任务,但过大的圆角又会产生下沉。确定合适的尺寸和位置的鱼片(肋骨和扣板)是很重要的。当在一个角的内部添加一个圆角时,如果可能的话,也要在角的外部添加一个半径。如果某些断面下沉风险过大,则应考虑采用其他加固方法。

持久的热塑性塑料

材料选择还起着影响零件刚度、耐久性、韧性等特性的作用;平衡这些材料属性和部件功能之间的关系是关键。例如,产品设计师可以选择一种热塑性树脂来制造坚硬、刚性的部件,但如果它的应用要求很高的抗冲击性,那么不灵活部件的脆性可能会导致其断裂。不同树脂的材料性能不同——下面是一些我们更常用的树脂:

  • 腹肌是一种良好,稳定的消费级树脂,在日常使用环境中坚韧和抗冲击。它通常用于遥控器外壳、电池驱动工具以及显示器、打印机和复印机的车身面板。ABS可能存在耐化学性问题。
  • 聚碳酸酯比ABS更耐冲击,适合镜片和需要更多光泽的部件。由于化学兼容性问题,它容易受到应力开裂的影响,并有开裂/受热的风险。
  • 空缺尼龙柔韧,耐冲击,良好的润滑磨损。玻璃纤维填料增加了尼龙的硬度和抗压强度,但材料在冲击时变得更脆。玻璃纤维填料有助于提高热偏转温度。
  • 缩醛是一种优良的自润滑轴承材料,具有良好的磨损性能和良好的刚度。不适合化妆品零件或需要移印、油漆或贴花的零件。
  • tp是伟大的粉尘密封和填充角的抗冲击,并用于过度成型应用的抓地力特征。它们在动态应用中并不总是很好;静态应用程序是最好的。TPE可能存在耐化学性问题。

改变基础树脂的性能通常需要添加剂,如玻璃纤维、玻璃微珠或滑石粉。玻璃纤维填料增加了材料的抗压强度,也有助于增加部件的热挠度,使部件能够在基础树脂无法接受的环境或应用中工作。玻璃微珠增加了热偏转,但可能会使材料变得更脆,因为微珠堆叠起来像一个球坑,而不是玻璃纤维的干草堆。玻璃微珠也可以用来帮助减少可能由玻璃纤维填料引起的内应力。滑石粉通常用于增加材料的刚度,但通常会产生较弱的抗冲击性。所以我们认为添加剂是有益的,但也有风险。了解这些风险并权衡它们与额外的好处是材料测试和选择过程的一部分。

壁厚

有时候,如果你想增加一个零件的强度,你只需要增加整个壁厚。Protolabs提供了推荐壁厚根据树脂类型,帮助设计既不太薄也不太厚的零件。一般来说,小零件可以加工在。040英寸(1mm)相当好。但一旦你开始进入手掌或手掌大小的部位,0.080英寸。(2mm)公称壁应考虑。设计更大的部件可能需要更大的壁厚,以便在减小应力的情况下流动/填充空腔,但需要注意大于0.120英寸的部件。(3毫米)。通常,一旦零件达到0.150英寸。(3.8mm)时,它们会变得非常厚,以至于冷却时截面会开始下沉,可能需要考虑其他制造工艺或辅助措施。热塑性塑料成型一般是相当稳定和重复从0.060英寸。(1.5毫米)至0.100(2.5毫米)。 The larger that parts get, the more attention needs to be paid to ribs, gussets, materials, and other factors that improve strength. As usual, our applications engineers are available to discuss part geometry and design, and make sure to look for the interactive moldability analysis that comes with every quoted part at Protolabs.

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