家电产品中的塑料件结构设计质量优化与创新

家电产品中的塑料件结构设计质量优化与创新

孙广荣

中山佳维电子有限公司 广东省中山市 528400

摘要：综合以往的许多科研资料和工作经验来看，塑料件的设计在家电产品的设计中占有非常重要的地位。做好塑料件的结构设计，不仅可以提高家电产品的工作效率和性能指标，也有利于降低产品成本，提高家电产品综合使用的实际效果。因此，在塑料件结构设计中，有必要在运用一些创新设计方法的基础上，继续突出塑料件结构在家电产品中的综合效益。在这种情况下，对家用电产品设计方案中塑料件结构改进对策的分析探讨，有望引起专业人士的关注和高度重视。

关键词：家电产品；塑料件；结构设计；质量优化；创新

引言

塑料件在家电产品中的使用极为普遍，塑料件的整体设计具有非常关键的影响，涉及外观设计、施工方法、表面加工、模具制造、制造机械加工技术等方面。结构设计工程师不仅要掌握塑料件整体设计的基础知识和标准，还要掌握塑料件表面处理、模具制造、制造安装等综合应用能力。塑料件整体设计可分为外形设计整体设计、功能整体设计、加工工艺整体设计三部分，其中功能整体设计是设计方案的关键。造型结构设计和工艺结构设计是设计的基础。对于功能结构设计来讲，造型结构设计是起始，工艺结构设计是补充，三者设计有机的结合在一起，才能取得良好的设计效果。

1.家电产品塑料件结构设计理念概述

1.1外形设计

对于家电产品来说，外观设计是吸引顾客的第一阶段，突出了顾客对产品的第一印象，好的外观设计可以激发顾客购买冲动。因此，设计方案人员在制定产品外观设计方案时，必须详细分析元素的组合，构建良好的产品外观设计、弧线、拐角等，让产品从外观设计上展现出视觉效果的艺术美感，让顾客被产品的外观设计所吸引，在心理状态下创造美好的体验，激发他们购买欲望。

1.2图案纹理设计

在产品的图案设计过程中，设计人员必须兼顾时尚及其文化底蕴两个方面。首先，设计人员要关注趋势，充分发掘家电产品塑料件整体设计中可以借鉴的设计元素，并用当代艺术元素进行设计，使产品具有更时尚感，更符合当代的审美观；其次，设计人员必须深入探索塑料件图案中可以使用的传统设计风格以及复古元素中可供借鉴的元素，创作出全新的且富有时代感的设计，让消费者对产品产生一种好感，同时促进产品设计文化内涵的提升与深化。

2.塑料件结构设计的问题

家电产品使用的外部塑料件的关键是塑料外壳、底壳等，内部塑料件的关键是传动齿轮、内壳等。内部件与外部件由于使用功能及加工工艺的不同，因此所用到的塑料材料也不同。通常外部的塑料结构件使用用量比较大的通用塑料。内部的塑料结构件使用用量较小并且性能更好的工程塑料。

在塑料件的生产过程中，复合树脂是比较好的，但成本较高，但是，现实中存在不少企业想造假牟取暴利，在塑料材料的应用上下功夫，使用假冒或不合格的原材料，导致塑料件的整体设计出现问题。

3.家电产品中的塑料件结构设计质量的优化

3.1降低成本的设计优化

第一，为满足塑料件结构及其应用的要求，尽量以低成本原材料为主导，有目的地采用减薄塑料件的方法；第二，除了符合塑料件结构及其应用规定外，还应减少加强筋的应用频率，并在此基础上多方面改进零件结构的设计，以保证其简单性和实用性，易于使用；第三，在结构和装配设计上，要尽量做好。零件设计方案的多用途集成，减少零件总数，尽可能推动零件向标准化方向发展；第四，尽可能使用低成本的塑料件表面处理工艺设计方案。

3.2强度设计的优化方案

抗压强度设计方案可以简明地分为构件抗压强度设计方案和连接抗压强度设计方案。零件的抗压强度由塑料件的厚度、几何图形的形状、加强筋、结构形式等因素决定。在产品设计中，一般在确定单个零件的强度的同时，也要明确各零件之间连接的抗压强度。提高连接抗压强度的常用方法有螺纹连接、卡扣结构连接等结构方法。

3.3间隙配合设计

塑料件成型后残留内应力，变形造成塑料件尺寸偏差，或因模具制造造成塑料件尺寸偏差，或因受热引起塑料件尺寸偏差。因此，塑料件要注意装配间隙的设计，避免间隙偏大或偏小，偏大容易导致塑料件中间间隙超标，偏小则容易造成塑料件之间干涉。

3.4塑料件结构装配优化设计

在家电产品塑料件结构安装设计方案的环节中，首先要确立相应的塑料件结构在整个产品中的作用和影响，然后明确塑料件的位置和作用以及其尺寸规格受其他零件的影响，最终厘清塑料件的三维几何外观，厘清塑料件中间的界面模式，厘清塑料件之间过渡与配合的难点问题。在制定塑料件构造接口模式的设计理念时，可根据具体情况选择螺钉连接或扣结构连接两种设计方案。前一种模具制造容易，安装抗压强度优良，但螺钉的装配工艺需要改进，如使用自动上螺钉机，如果使用人工装配，效率会较低，使得产品的整体设计成本增加，不利于生产拆卸返工，并且重复组装会造成了一定的隐患，如螺孔滑牙等问题；后者安装方便，拆装难度系数低，可反复使用，但模具制造较为复杂。

4.工艺结构创新设计思路创新

4.1适应模具加工制造和注塑方面的设计创新

一是成型、脱模；二是成品质量高，基本考虑到塑料件结构的关键点，满足相关设计方案的要求，只有这样才能开发出质量更优的塑料件。塑胶产品的胶厚通常在0.6-3mm左右，太厚容易缩水和产生汽泡，太薄难走满胶。而且胶位要尽可能的均匀，在不得已的情况下，局部地方可适当的厚一点或薄一点，但需过度不可突变，要以不缩水和能走满胶为原则。塑胶产品除特殊要求指定要锐边的地方外，在棱边处通常都要做圆角，以便减小应力集中、利于塑胶的流动和容易脱模。外观面最小R通常大于0.1mm，一般做0.2-0.3mm以上。塑胶产品大部分都有加强筋，因加强筋在不增加产品整体胶厚的情况下可以大大增加其整体强度，对大型和受力的产品尤其有用，同时还能防止产品变形。加强筋的厚度通常取整体胶厚的0.5-0.7倍，如大于0.7倍则容易缩水。由此可见，只有将相关工艺结构设计考虑在内，才能有效确保塑料件成型顺利、脱模方便，继而促进模具生产水平的全面提升。

4.2适应批量生产方面的工艺结构的设计创新

对于整合到量产层面的整体技术设计，本质上是指相关的设计人员在塑料件的设计期间，必须考虑到零件的安装和实际操作是否方便等因素。为此，推动其生产制造能力的全面提升。该类技术的整体设计与以下几个方面密切相关：一是平面构成的设计方案；二是安装设计；三是成本设计方案，同时需要进行相关的设计工作，从小细节做起。

4.3引进新工艺对产品质量的提升

随着技术的进步，近年来不断有新的工艺出现。家电产品中可以根据实际需要采用新工艺去设计，新工艺的加入一方面可以很大程度提高产品的外观质量，另一方面可能会降低成本。

例如，免喷涂胶成型工艺，由于在特定的树脂中加入特殊的珠光粉或金属颜料等，可实现各种珠光、炫彩或金属的外观效果。采用这种成型工艺后可免去后期喷漆工艺，即可降低成本，又能做到金属漆的外观效果；IMD/IML工艺，可以使塑胶件在出模时已经完成外观处理，大大减少了塑胶件对外观处理时间，同时也提高了产品的外观质量

5.结束语

综合上述分析可见，塑料件结构的设计将直接对其外观造型、图案纹理以及色彩空间产生非常直接的影响，故在家电产品整体设计中发挥着非常重要的作用。本文即围绕塑料件结构在家电产品设计中的应用问题展开分析与探讨，在研究塑料件结构设计理念的基础之上，针对家电产品塑料件功能结构设计技术的优化问题展开了研究与探讨，望能够进一步提高塑料件结构设计质量，以在家电产品设计中发挥更为突出的优势与价值。

参考文献

【1】唐志玉．塑料模具设计师指南【M】．北京： 国防工业出版社，1999．

【2】徐佩弦．塑料制品设计指南【M】．北京： 化学工业出版社，2017．

【3】宋宝丰．产品脆值理论与应用【M】．长沙： 国防科技大学出版社，2012．