浅谈注塑成型制品的设计

浅谈注塑成型制品的设计

陈小军

杭州娃哈哈集团公司设备工程部浙江杭州310018

摘要：近些年来，工业化正在逐步推进，更多化工企业开始选择运用注塑成型的新型塑料制品。相比于陶瓷材料或者金属材料而言，塑料本身具有更好的加工性能、更高的生产效率以及更低的密度，因此适合运用于新时期的化工生产。通过运用注塑成型的方式来制作多样化的塑料制品，此项技术措施密切结合了塑料固化、塑料产品定型、吹塑以及模压等各项操作流程，在这之中也涉及到多样化的成型设计方式。为此针对注塑成型的新型工艺措施而言，技术人员有必要明确制品设计的基本流程与设计思路，在此前提下优化注塑制品的整体设计。

关键词：注塑成型制品；设计；技术措施

由于塑料材料本身具有独特的技术优势，因而近些年来正在广泛适用于多样化的化工生产。在注塑成型的前提下，针对塑料制品就能形成特定的产品形状，然后再借助闭合模具来完成后期的塑料定型、塑料固化以及其他加工处理。通常情况下，与注塑成型密切相关的操作工艺应当包括吹塑、注射、挤出以及模压等措施[1]。目前的状态下，针对各种类型的注塑制品正在优化自动化的成型技术，注塑成型因此也更加适用于复杂度较高的塑料成品制作与生产。具体在设计成型制品的过程中，关键在于防控塑料裂纹、缺料、缩孔或者出现飞边等不良现象，确保从全过程的角度入手优化塑料制品设计。

一、常见设计缺陷

在注塑成型的塑料制品中，缩孔缺陷占据了相对很大的比例。塑料制品如果表现为缩孔缺陷的状态，那么究其根源就在于塑料承受了过大的收缩压力或者置于过低温度的环境中。在上述状态下，塑料各个位置表现为各不相同的收缩强度，以至于产生了很明显的凹陷。注塑产品一旦出现了缩孔或是凹陷，那么整个制品就会表现为凹凸不平的外表形态。由此可见，为了从根源上消除注塑制品中的缩孔缺陷，具体在设计时有必要优化制品结构，或者改用更高层次的设计工艺[2]。

除了上述缺陷之外，注塑制品还可能存在毛刺现象、飞边现象或者气孔现象。例如：塑料由于受到了不均匀的冷却作用，以至于冷却速度发生了相应的改变，因此在拉力影响下就会出现气孔。此外，如果在闭合模具过程中注入了含有杂质的塑料成分，那么冷却收缩之后的注塑制品就很难排除气孔，导致了塑料内部小孔的形成。如果出现气孔，那么整个注塑制品都会减损力学性能，变得十分容易破裂。与此同时，气孔还会影响到注塑产品的整体美感。

二、优化设计的具体措施

（一）选择适当的材料

注塑制品整体上应当符合现行的设计指标，确保全面实现注塑制品的各项基本功能。由此可见，设计人员针对注塑制品具体在选择材质时，有必要关注材料本身的拉伸强度与弯曲强度、透明度、耐候性、燃烧性、介电常数、电阻率及其他性能指标[3]。通常来讲，与注塑制品密切相关的各项性能指标都关系到制品本身的性能，其中的典型为防火材料与耐高压以及耐高温的材料。依照现行的技术指标，针对塑料原料具体可以分成六个层次或者等级；具体在完成某些制品的成型设计时，也要借助燃烧测试来实现全面的判断。除此以外，注塑制品本身应当符合电气绝缘的基本指标，确保耐电弧性能与介电常数都能满足相应的技术指标。

（二）布置加强筋

如果能够把加强筋布置在塑料制品的内部，就能提升塑料制品的整体强度，避免边缘部位出现缓慢变形。一般来讲，加强筋应当符合特定的厚度要求，以便于实现填充处理，然而在上述过程中有必要考虑到塑料凹陷的可能性。具体在运用加强筋时，相比于加强筋本身的厚度而言，通常应当将其控制于70%左右的延伸厚度；与此同时，应当界定40%以下的圆角半径。受到收缩性能的影响，针对PP材料或者ABS材料都应当关注最大的加强筋厚度。为了消除加强筋出现凹陷的不良现象，可以冷却凹陷的塑料部位，对于整个塑料制品的外观进行改善[4]。

（三）控制主壁厚度

对于各种类型的注塑制品来讲，一般应当将其限制于3.5毫米以内的主壁厚度。在特殊状态下，如果某些制品存在较大可能出现受力变形的隐患，则可以视情况增大侧壁的厚度。这是由于，如果选择了过大的侧壁厚度，那么很可能带来塑料缩水的现象，同时也增大了制作注塑制品消耗的总成本；反之如果设计为很薄的侧壁厚度，则会增加后期实现成型操作的难度，制成的注塑产品也很容易碎裂。具体在完成设计时，最好控制于均匀的制件厚度。如果有必要设计为渐变式的侧壁厚度，则应当将其控制于20%或者更低的变化比例。

（四）避免缩孔或者凹陷

具体在固定注塑件的操作中，可以选择自攻螺钉来实现具体操作。某些情况下，塑料制品侧壁与螺钉柱很难结合成为整体，因此存在较大可能引发缩孔或者凹陷的不良现象[5]。此外，某些注塑制品具有十分坚固的外层，与之相应的收缩压力很难获得补偿，进而形成了较大的孔隙。受到应力集中带来的影响，塑料制品将会减损坚固度。由此可见，针对注塑件与螺钉柱应当尽量进行分开处理。如果条件允许，还可以借助厚度较小的加强筋来实现侧壁的连接处理，确保符合特定的扭曲强度。

结语：

目前的状态下，注塑成型工艺广泛运用于各种类型的制品设计，企业因此也获得了更高层次的综合效益。然而在实践中，如果不慎进行成型设计，则会存在较大可能表现为缩孔现象或其他设计缺陷，进而影响到整个注塑制品的质量。因此可以得知，作为设计人员尤其有必要密切关注与之有关的各项设计细节，针对不同类型的注塑制品都要运用相应的设计流程和设计模式。未来在实践中，与注塑成型制品有关的设计模式还会逐步获得改进，在此基础上服务于注塑成型制品整体质量的提高。

参考文献：

[1]周瑞，王家明，周涛.注塑成型制品的设计探讨[J].机械制造，2016（08）：79-81.

[2]王新宇，李征，谷俊峰等.工程用高聚物注塑成型制品服役应力优化设计[J].化工学报，2016（07）：3040-3046.

[3]李金国，林康，黄小良等.大型建筑模板注塑成型数值模拟与实验研究[J].塑料工业，2012（12）：54-58.

[4]黄薇，周大路.精密注塑成型制品的收缩率预测分析[J].计算机与应用化学，2011（10）：1263-1266.

[5]时慧焯，王希诚.基于改进的BP神经网络的注塑成型翘曲优化设计[J].化工学报，2011（09）：2562-2568.