新时期家电产品中塑料件结构设计的研究

新时期家电产品中塑料件结构设计的研究

秦成博

关键词：新时期；家电产品；塑料件；结构设计

引言

本文从家电产品塑料件结构设计的角度，阐述了新时期家电产品中塑料件结构设计的建议。本文还从家电产品的塑料件结构设计中的造型设计和功能设计等方面，对新时期家电产品的塑料件结构设计进行探索和研究，对新时期家电产品的塑料件结构设计提出一些创新性建议。

一、塑料的优特点、分类阐述

塑料的特点是质量轻，化学性稳定，不会锈蚀，电气绝缘性能好。塑料的优点是耐候性好、防水，以及良好的绝缘性，而且，塑料可用于制备工业用料的燃料油和燃料气，以降低原油消耗。

塑料的分类方面一般可分为热固性与热塑性两类。热固性材料在制造或成型过程的前期为液态，固化后不能再次热熔或软化，因此在实际中无法重新注塑使用，而热可塑性一般是可以通过再重复利用，这两种类型在实际应用中都很常见。

热固性和热塑性的材料是基于其高分子的结构来划分的，一般有两种类型，（1）线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物，由线型高分子制成的是热塑性塑料；（2）体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物，由体型高分子制成的就是热固性塑料。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，也是属于体型结构的一种。

实际使用中，因为这两种不同的结构，使得二者表现出两种相反性能。线型结构高聚物由于有独立的分子存在，所以有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，因此其没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。

二、新时期家电产品塑料件结构设计的优化造型结构设计理念

2.1外观形状设计

外观形状是产品使人体视觉上产生美感、达到心理上美的享受的商品综合印象的首要因素，要想使家电产品实现其外观效果，设计师在设计过程中，通常要对外观设计产生最重要影响的点、线、面和角等几何元素的加以综合考虑，使得这些元素的综合应用可以创造家电产品外形的起伏、棱角、曲面和圆角等特征，实现设计效果。

2.2图案纹理设计

图案纹理设计的设计内容主要包括流行时尚和传统元素，对流行时尚方面而言，要在流行时尚的设计理念的指导下，挖掘设计元素并寻求设计思想，用图案纹理设计的表达效果给予追求时尚和跟随流行的消费者一种鲜明的时代感和感染力。对传统元素方面而言，要从传统元素这种设计思想的指导下寻求创作源泉和创作思想，赋予家电产品古老文明的内涵，通过这种创造给予消费者喜闻乐见的好感。

2.3色彩设计

（1）家电产品的色彩设计，要根据市场定位和时尚潮流进行研究，同时要从产品的功能和结构两方面综合分析。（2）色彩设计是希望给消费者创造一种温馨的使用环境，使其感受到家电产品带来的亲切感和愉快感。（3）家电产品的色彩设计的目的，是让产品和周围环境形成一种和谐的基调，让消费者感受到温馨舒适，不会有违和感。

三、新时期家电产品的塑料件结构设计中优化功能结构设计技术

3.1优化几何形状设计壁厚

（1）从家电产品的经济角度分析，若使用过厚的塑料件壁厚，会增加家电产品原材料的成本，虽然有利于延长塑料件的使用周期，但是，会大大增加产品的材料费用和成本，造成利润率低下；过厚的壁厚在家电产品注塑过程中，很难达到均匀固化的状态，容易出现注塑缺陷。

（2）如果采用太薄的塑料件壁厚，在脱模过程和装配使用的过程中容易发生翘曲变形，主要是因为壁厚不足，导致部件刚度性能差和强度性能差。

3.2优化装配设计

3.2.1塑料件之间的连接方式设计

（1）塑料件之间通常采用自攻螺钉连接法，此方法有很多优点，简单的模具加工和较好的装配强度是这种方法最好的优点，但这种方法需要较多的自攻螺钉、较复杂的装配工序和较高的成本费用，同时这种方法在拆卸过程中也较繁杂。

（2）卡钩-扣位连接法也是常用的连接手段，卡扣有很多优点，但这种方法最大的不足，是模具加工复杂，而且，卡钩-扣位连接法要求卡钩-扣位之间松紧合适，这是为了实现方便事后操作的目的。

3.2.2间隙配合设计

家电产品塑料件通常采用间隙配合，来保证装配的有效性。然而成型后的模制品通常会存在一定的尺寸误差，这个误差会一般会导致过度配合，造成品质不稳定。同时，尺寸误差产生的原因是多方面的：（1）模制品的残余张力引起的变形；（2）前后模具收缩的差异；（3）注塑工艺不合理，比如，模具冷却不适当，保压时间不足，模具脱扣不平衡等。要使塑料件的间隙配合保持在合理的状态，在设计之初，则必须注意以上若干原因对尺寸的影响，同时，充分考虑注塑料的收缩率和其制造工艺水平。

3.3强度设计方案的优化

强度设计主要靠零件强度设计和连接强度设计这两种方式来实现其设计效果。决定零件强度的因素很多，（1）家电产品塑料件使用材料的壁厚；（2）所使用塑料件材料的形状；（3）塑料件加强筋和结构形式；这三方面的原因是决定零件强度的主要原因。在加强连接强度的过程中可选择多种方法，其中螺钉联接和卡钩-扣位联接这两种方式是主要的使用方式，要求在把握产品的总体外形尺寸上，加强强度设计方案的优化。

3.4降低成本的设计优化

（1）在塑料件的结构强度等各方面条件满足塑料件的设计要求时，就可以减少塑料件的壁厚，达到降低材料成本的目的。（2）当满足塑料件的结构强度和使用要求的条件时，可减少无关紧要的加强筋的使用，在这一过程中还可以简化零件结构，实现零件简单实用的目标。（3）采用低成本的塑料件表面处理工艺设计方案。

四、新时期家电产品中塑料件结构设计的一些建议

4.1适应模具加工制造和注塑方面的设计创新

适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计创新中，对结构设计师的要求特别严格。首相，结构设计师要充分考虑模具加工制造方面的问题，同时，适应模具加工制造和注塑方面的设计创新和对塑料件设计要以有利于成型、脱模和提高成品质量为设计原则。第二，结构设计师还要做到在满足几何形状设计的基础上，充分考虑塑料件结构的细节设计，让其与几何形状设计的思维方法一致。

4.2适应批量生产方面的工艺结构的设计创新

适应批量生产方面的工艺结构设计创新，对结构设计师的要求较为复杂，通常应该首先考虑如下两点：

（1）应充分考虑生产线上的效率，例如，要创造出方便和快捷的员工装配和操作结构，从而有利于提高生产效率和经济效益。

（2）适应批量生产方面的工艺结构的设计创新离不开工艺结构设计、几何形状设计和成本设计三要素，要求结构设计师在适应批量生产方面的工艺结构的设计创新的过程中，不仅要统筹全局，还要注重细节。

结束语：本文通过研究得出新时期家电产品中塑料件结构设计中优化造型结构设计理念和新时期家电产品中塑料件结构设计中优化功能结构设计技术等方面的设计理念，最后还得出新时期家电产品中塑料件结构设计的一些建议。

参考文献

[1]徐佩弦.塑料制品设计指南[M].北京：化学工业出版社，2010.

[2]宋宝丰.产品脆值理论与应用[M].长沙：国防科技大学出版社，2010.