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【摘要】在这个科技创新的时代，每一个新产品的诞生，或多或少离不开“注塑制品”的设计与应用。
形形色色的注塑制品、配件，也随之见证着科技创新的步伐。在现代化，个性化设计，完善产品质量，展示前沿技术的交流，塑料制品也都有着不可替代的价值和作用。
【关键词】注塑、设计
一、注塑塑料的特征
很多应用场合，塑料以独特的性能、价格及性价比，在与金属、木材、陶瓷、玻璃等材料相比，发挥着自己独到的特点和优势。塑件的特性具有：通用性、耐化学腐蚀性、注塑工艺易于成型、密度小重量轻、绝缘性好、透光性、着色性和一定的力学性能。
1. 选材
① 设计是通过材料和工艺将其转化为实体。材料是设计的物质基础和载体。任何一个产品的设计，只有选用材料的性能特点及其加工工艺性相一致，才能实现设计的目的和要求。
材料本身会通过人的感觉系统（视觉和触觉），使使用者感受并对产品的材料，作出综合的印象。
② 产品中的塑料件，按其作用和功能，大致分三大类：
第一类，用作产品的外壳、罩、框架、支座等，是对各种零部件起固定、承载作用，和对内部电子元器件起固定和保护作用的结构件；第二类是功能件和内外饰件，如面板，风扇叶片、旋钮、刻度盘等，作用是用其控制、操纵和指示；第三类是产品内部的电子元器件，如接插件、线路板，以及其他直接和电接触的带电零件
③注塑产品常用的材料与特性分析
| 序号 | 材料 | 应用范围 |
| 1 | ABS | 适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），普遍用在电镀的部件上 |
| 2 | PC | 适用于对强度要求较高的外壳、按键、镜片等。PC的透光率在88%以上，镜片韧性好，耐冲击，但其表面硬度低，镜片使用过程中易被划伤。用于电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（电冰箱抽屉等），交通（车辆的前后灯、仪表板等） |
| 3 | PC/ABS | 适用于做高刚性、高冲击韧性的制件，如框架、壳体 |
| 4 | PMMA | 有极好的透光性，在光的加速老化240小时后，仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，机械强度较高，表面硬度未经过硬化可达H，硬化处理后可达3H，有一定的耐寒性、耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，常用于有一定要求的透明结构件，如镜片、遥控窗，导光件等 |
| 5 | PBT | 最坚韧的工程热塑材料之一，非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。家用器具（食品加工刀片、咖啡器皿），电器元件（开关、电机壳、保险丝壳、计算机键盘按键等），汽车工业（散热器格窗、车身嵌板、车轮盖等） |
| 6 | PA6 | 被广泛用于结构部件 |
| 7 | PA66 | 更广泛用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品 |
| 8 | POM | 很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适用于制作齿轮和轴承。由于还具有耐高温特性，还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等 |
| 9 | PVC | 硬制品可作为供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。软质PVC作为密封材料、装饰材料，应用也较大 |
| 10 | pp | 有良好的物理性能和相对低的价格，但耐日光性差，已发生热氧老化、低温耐冲击性差，抗蠕变性、耐磨性不佳。适用于盖及盒体或瓶体的一次成型，婴儿奶瓶、热饮杯、文具用品、医用器皿，工具盒、眼镜盒、周转箱，吹塑瓶，电气开关、接线盒，高品质的PP可以同ABS竞争媲美 |
| 11 | PE | 低密度的PE性质柔软、硬度低、刚性差用于制作强度要求不高的生活用品、玩具、小型容器，要求良好密封性的罩、盖和较大容量的滚塑容器。高密度的PE可制作受力不大的机械部件，如机械壳体、手柄 |
2.壁厚的设计原则
①一般的热塑性塑料，壁厚设计应以4mm为限。
②壁厚要求均匀，若厚胶与薄胶相接，应尽量设计成渐变的过渡方式。
③常用塑料的壁厚推荐值及最小壁厚（单位mm）。
| 工程塑料 | 小型制品壁厚 | 重型制品壁厚 | 大型制品壁厚 | 最小壁厚 |
| ABS | 1.5 | 2.2 | 2.4~3.2 | 0.8 |
| PC+ABS | 1.5 | 2.2 | 2.4~3.2 | 0.75 |
| PC | 1.8 | 2.3 | 3~4.5 | 0.95 |
| PMMA | 1.5 | 2.2 | 4~6.5 | 0.8 |
3.拔模角的设计原则
①斜度方向（内孔以小端为准，斜度扩大方向取得；外形以大端为准，斜度由缩小方向取得） 。
②脱模角的大小，可在0.2°~数度之间变化，视外观或装配条件而定，一般0.5°~1°间比较理想。
·塑料件精度要求高的，尽量选择较小的拔模斜度
·较高的尺寸，应选较小的拔模斜度
·透明件的拔模斜度应大于0.5°~1°，以免引起划伤
·带革纹、喷砂等外观处理的塑料件侧壁应加2°~3°的脱模斜度，咬花深度越深，脱模斜度应越大，推荐值为：1°+H/0.0254°（H为咬花深度）
·插穿面和枕位面斜度一般为1°~3°
4.柱子的设计原则
①应考虑胶位是否会缩水。
②如担心柱子位置反面缩水，可设计火山口减胶。
③柱子尽量不要单独使用，应与筋联合使用，增加支柱的强度及流胶顺畅。
④柱子的高度一般不会超过柱子直径的2.5倍（做内饰件时，最高不要超过30mm以上，否则出模有问题，且容易断裂，在制品表面易产生缩痕）。
5.自攻螺钉柱原则
| 螺纹规格 | 预制孔径 | 螺柱直径 | 紧固力矩 | 有效锁合深度 | 塑胶材料 | |
| M1.8 | φ1.5+0.1 | ＞4.0 | ≥1.0kg | ≥2.2 | ABS/PC类 | |
| M2.0 | φ1.65+0.05 | ＞4.2 | ≥1.5kg | ≥2.5 | ABS/PC类 | |
| M2.5 | φ2.15+0.1 | ＞4.8 | ≥2.0kg | ≥3.0 | ABS/PC类 | |
| M2.9 | φ2.5+0.1 | ＞5.6 | ≥3.0kg | ≥4.0 | ABS/PC类 | |
| M3.0 | φ2.6+0.1 | ＞5.8 | ≥3.0kg | ≥4.0 | ABS/PC类 | |
| M4.0 | φ3.5+0.1 | ＞6.5 | ≥7.0kg | ≥5.0 | ABS/PC类 | |
6.筋位的设计原则
加强筋能有效的增加产品的刚性和强度，而无需大幅增加产品的截面面积，对帮助塑料流入部件支节部分有很大作用。加强筋的长度，可以产品的长度一致，两端相接到产品的外壁，如不接到外壁，也不应突然终止，应渐次将高度减小，以免减少出现困气、填充不满等问题。
长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易，加强筋的两边必须加出模角（1~5°）以减低顶出摩擦力。
加强筋的宽度，一般取壁厚的1/2~2/3；设计时中间筋低于外壁0.5~1mm，以减少支撑面积，达到平直要求。
7.卡扣的设计原则
①位置设在转角处的卡扣，应尽量靠近转角，否则角位容易翘起。
②卡扣设计，以卡扣相互之间距离或与螺丝紧固位置距离，不大于100mm为宜。
③结构形式与正反扣的选择，要考虑组装、拆卸和模具制作的方便。
④朝壳体内部方向的卡扣，需考虑模具设计斜顶厚度不小于8mm，运动空间不小于5mm。
⑤为增加卡扣的弹性，可在卡扣两侧开槽，增加卡扣弹性变形长度。
⑥为增加卡扣的强度，可在卡扣背面加1~3条加强筋，也可在卡扣正面两侧各加一条加强筋。
二、注塑模具开发与价格成本考虑
1. 一般产品开模，都是采取一出几的形式，及一套模具只出一种零件。
2.如果产品后续需求量不是很大，零件也都不大，也可以考虑将几种壁厚、外形相近的几个零件，开在同一个模具里，这样单件注塑成本不会提升很多，但模具总费用可以大幅节省。
3.复杂的模具尺寸一般很难一次设计试制合格，需要两次或者多次的试验补偿，才能调试出满足尺寸要求的产品，因此在模具开发日程上要多预留出一些时间，用于模具的修正与调整。
【结语】产品设计，在实现功能和美观的前提下，还要注意模具设计开模的可行性分析，避免出现“倒扣”结构。所谓“倒扣”就是与开模方向相干涉。现在的3D软件，也可以对模型进行拔模检测。如果使用滑块、斜顶等仍不能顺利实现与设计模型相符，则需要在产品研发阶段，积极调整注塑零件产品的结构及外形，从而确保后续可以顺利试制及开模，生产出合格产品。
【参考文献】
[1]杨占尧主编. 塑料注塑模结构与设计. 北京：清华大学出版社2004.93
[2] 王珩主编. 注塑成型产品设计要点简述. 博世汽车部件(长沙)有限公司上海分公司
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