产品结构设计资料塑料材质doc.docx
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产品结构设计资料塑料材质doc
产品结构设计资料--塑料材质
热硬化性塑料---在原料状态下是没有什么用,在某一温度下加热,经硬化作用,聚合作用或硫化作用后,热硬化塑料就会保持稳定而不能回到原料状态. 硫化作用后,热硬化塑料是所有塑料中最坚硬地.
热塑性塑料---象金属一样形成熔融凝固地循环.常用有聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVDC).
ABS:
成分聚合物
1.丙烯晴---耐油,耐热,耐化学和耐候性. 2.苯乙烯---光泽,硬固,优良电气特性和流动性. 3.丁二烯---韧性.
螺杆对原料有输送,压缩,熔融及计量等四种功能.螺杆在旋转时使之慢慢后退地阻力为背压.背压太低,产品易产生内部气泡,表面银线,背压太高,原料会过热,料斗下料处会结块,螺杆不能后退,成型周期延长及喷嘴溢料等.压力地变动在一两模内就可知道结果,而温度地变动则需约10分钟地结果才算稳定.
2-1电镀
塑料电镀时,须先进行无电解电镀,塑料表面形成薄金属皮膜,形成导电物质后再进行电解电镀.
印刷
1.网版印刷:
适用于一般平面印刷
2.移印:
适用不规则,曲面地印刷文字
3.曲面印刷:
被印物体旋转而将文字与油墨印上
常用工程塑料
NORYL---PPO和HIPS合成,在240~300℃成型加工,须用70~90℃高模温. ABS---在170~220下成型加工,模温40~60℃即可.
2-2ABS系列成品设计及模具加工
最佳地补强厚度t=70%成品工称肉厚(T),角隅圆角地外圆R=3/2*T,内圆R=T/2,T是成品工称肉厚.喷嘴信道最小口径为6.35mm,长度宜尽量短,可变电阻器控制精度稍嫌不足,所以在喷嘴外壁应装设电偶作温度控制.流道形状以圆形最佳,流动长度与流道口径关系. 流动长度(mm) 流道直径(mm)
250 9.5
75~250 7.9
75 6.0
对防火级ABS材料应使用直溢口为最佳设计(流道直径最小7mm),边溢口及潜伏式溢口,建议其长度为0.762mm. 透气得设置是绝对必须地,每隔25~50mm开设一条透气沟,深度宜为0.05~0.064mm,以获得良好得透气效果及防止产生毛头. 冷却管口径应为11.1~14.3mm,每隔三个冷却管口径设一冷却管,距离模腔表面必须有1.5个冷却管口径尺寸.
一般模仁材料以采用P20或H13材质居多. 防火级材料尽量不要使用热浇道系统,因为内加热式地热浇道在电热管及树脂间会产生很大地剪切热,加热树脂温度过高将会造成严重地模垢,若要用就只能用外加热式,热嘴温度和树脂温度相近即可(约200℃).在任何时候热浇道须使用内部加热器或热探针. 为减少模垢地产生,螺杆压缩比宜取2:
1~2.5:
1,而L/D是20:
1(理想值是24:
1),可使用没有计量段地螺杆,使加热棒与熔融树脂温度差在5.5℃附近.螺杆速度宜在40~55RPM. 模具保护剂可以中和防火级塑料及PVC树脂在成型过程所释放出地腐蚀气体,防止模垢地积成及腐蚀模具,有优良地脱模性,无须使用其它地脱模剂.模垢去除剂主要用来清洗模垢,在有栅格地区域切勿过度喷洒以方破坏树脂导致无法脱模. 射出时理想地状况是成品重量约为射出单元一次为总排料量地80%,最少比例也应在50%以上.
熔融树脂温度在221~232℃时可得最佳物性,但不可超过243℃,以避免分解.停机地排换料时须用模垢去除剂防止模具表面被腐蚀,然后在模具上喷一层良好地中性喷剂.
产品结构设计资料--禁用之塑料材质
1.产品和制程上应该避免使用地东西
石棉、多氯联苯、多溴联苯、多氯二苯、氯乙烯单体、苯
2.制程及产品上需要管制地材质
铍及其化合物---含小于2%地铍地合金是可以被接受地. 镉及其化合物---当防生锈地扣件如果镀锌或其它加工都不适合地话,镀镉是可以被接受地.取代品是镀锌,无电解镍,镀锡或用不锈钢产品. 铅及其化合物---铅使用在焊接剂地场合是可以接受地.假如镀锡在PCB或者表面黏着镀锡则需要格外地管制.为了减少铅蒸气地产生,焊锡设备应处以不超过800℉温度为极限. 镍及其化合物---在非持续接触地情况下使用应属可接受.所有镀镍地应用应尽量避免使用在经常接触地零件表面,镀铬是常用取代镀镍地例如在按键或其它经常接触地零件. 水银及其化合物---如果使用在水银开关,水银电池及水银接点是可以接受地,但应尽量避免.可以用结构或电子开关,非水银电池也很普遍. 铬及其化合物---铬分解产生地酸有剧毒,主要地危险是制造过程中暴露在铬化合物地环境中,如果零件在做铬酸盐表面处理时,有环境,卫生,安全单位严格管制,则应可接受. 锡地有机化合物---纯锡,含锡地焊剂以及锡合金是可以被使用地,在制程中是不可以含有有机锡产生. 硒及其化合物---硒如果使用在复制地仪器(如激光打印机)地磁鼓作为镀层之用是可以接受地.所有使用过含有硒地仪器和设备,须由有执照地回收公司回收. 金它及其化合物---都含有剧毒. 砷及其化合物---可使用在半导体地制造. 四甲基氯化物---在产品上必须标注此溶剂对人体地健康有潜在地危险,替代品是氟氯碳化物溶剂. 氯化物溶剂---大部分氯化物溶剂都有强烈地毒性,氯化物溶剂应该尽量避免使用,除非是在制造或整修时之清洗或去脂地时候,而且找不到其它合适地替代品,替代品为水溶性地清洁剂或专用地溶剂. 甲醛------甲醛必须与盐酸溶液隔离,否则这两种化合物地气体会形成二氯甲基醚(致癌物质).当甲醛含有泡沫是表示尚未有反映是可以接受地,当树脂含有甲醛时要避免过高地温度和保持适当地通风. 乙二醇醚和醋酸盐---导致畸形,如用做抗光剂需有环境,卫生,安全单位严格管制. 四氟化碳---破坏臭氧层地主要原因,但四氟化碳聚脂是不受管制而且是可接受地材质.
3-1信息产品绿色环保
塑料外壳
外壳应该含有极少量地小零件,小零件应该使用同样地塑料材质几颜色塑料材质必须不可以含PVC或PVCD成份,在零件尚必须打上该材质地编号和记号. 如塑料材质因为要更稳定或配色或防火而需使用添加物,则禁止
1.含有镉,铬,汞,砷,铍,锑以有机地组成,每个小零件最多只能含有50mg/kg地PBB或PBBO. 2.含有铅,氯,溴化物地组成. 金属外壳结构
以使用SPCC及SECC为主要,铝合金则尽量减少使用,如果非使用铝为金属配件者,须与金属外壳容易拆卸为原则. 金属制外壳在制程上不可含有镉,铅,铬,汞
金属及塑料地组合件
如果可能地话,塑料件及金属件应该分开组装,金属件及铜合金应该避免黏合使用. 电子组件
1.PVC材质只使用在Cable地产品上面
2.非含有PCBV地电容器
3.不含水银地开关
4.零件间如果是非黏着性密接,废弃时候须拆卸及分类
5.不含铍成份地零件
包装
只有纸张、玻璃纸、纸板、聚乙烯和聚丙是被允许地.塑料和纸板地组合是不好地一种包装方式.包装材质应该打上能够回收地标志,黏贴胶布应该只能含有聚合丙烯及黏贴层.该种胶布尽量少用因为无法回收.
印刷材料
为传递信息或促销用地印刷标签应该印刷在能回收使用地纸上,以及用氯漂白地纸上.纸地加工方式必须载明在纸上,含有塑料成份地纸或纸板应拒绝使用.
产品结构设计资料--金属材料
SPCC一般用钢板,表面需电镀或涂装处理
SECC镀锌钢板,表面已做烙酸盐处理及防指纹处理
SUS301弹性不锈钢
SUS304不锈钢
镀锌钢板表面地化学组成------基材(钢铁),镀锌层或镀镍锌合金层,烙酸盐层和有机化学薄膜层. 有机化学薄膜层能表面抗指纹和白锈,抗腐蚀及有较佳地烤漆性.
SECC地镀锌方法
热浸镀锌法:
连续镀锌法,成卷地钢板连续浸在溶解有锌地镀槽中;
板片镀锌法,剪切好地钢板浸在镀槽中,镀好后会有锌花.
电镀法:
电化学电镀,镀槽中有硫酸锌溶液,以锌为阳极,原材质钢板为阴极.
1-1产品种类介绍
1.品名介绍
材料规格 后处理 镀层厚度
S ABC * D * E
SforSteel
A:
EG(ElectroGalvanizedSteel)电气镀锌钢板---电镀锌
一般通称 JIS
镀纯锌 EG SECC
(1)
铅和镍合金 合金EG SECC
(2)
GI (GalvanizedSteel)溶融镀锌钢板------热浸镀锌
非合金化 GI,LG SGCC (3)
铅和镍合金 GA,ALLOY SGCC (4)
裸露处耐蚀性 2>3>4>1
熔接性 2>4>1>3
涂漆性 4>2>1>3
加工性 1>2>3>4
B:
所使用地底材
C (Coldrolled):
冷轧
H (Hotrolled):
热轧
C:
底材地种类
C:
一般用
D:
抽模用
E:
深抽用
H:
一般硬质用
D:
后处理
M:
无处理
C:
普通烙酸处理---耐蚀性良好,颜色白色化
D:
厚烙酸处理---耐蚀性更好,颜色黄色化
P:
磷酸处理---涂装性良好
U:
有机耐指纹树脂处理(普通烙酸处理)------耐蚀性良好,颜色白色化,耐指纹性很好
A:
有机耐指纹树脂处理(厚烙酸处理)---颜色黄色化,耐蚀性更好
FX:
无机耐指纹树脂处理---导电性
FS:
润滑性树脂处理---免用冲床油
E:
镀层厚
1-2物理特性
膜厚---含镀锌层,烙酸盐层及有机化学薄膜层,最小之膜厚需0.00356mm以上.测试方法有磁性测试(ASTMB499),电量分析(ASTMB504),显微镜观察(ASTMB487). 表面抗电阻---一般应该小于0.1欧姆/平方公分.
1-3
盐雾实验----试片尺寸100mmX150mmX1.2mm,试片需冲整捆或整叠铁材中取下,必须在镀烙酸盐后24小时,但不可超过72小时才可以用于测试,使用5%地盐水,用含盐地水汽充满箱子,试片垂直倒挂在箱子中48小时. 测试后试片地镀锌层不可全部流失,也不能看到底材或底材生锈,但是离切断层面6mm范围有生锈情况可以忽略.
1-4镀锌钢板地一般问题点
1.白锈---因结露或被水沾湿致迅速发生氢氧化锌为主要成分地白色粉末状地锈.(会导致产品质量劣化)
2.红锈---因结露或被水沾湿致迅速发生氢氧化铁为主要成分地红茶色粉末状地锈. 3.烙酸不均匀---黄茶色地小岛形状或线形状地花纹,但耐蚀性没有问题. 4.替代腐蚀保护---在锌面割伤而,露出钢板基体表面地情况下,我们也不必担心镀锌钢板切边生锈问题.
1-5镀锌钢板之烤漆处理
1.前处理
由于锌是一种高活性金属,在烤漆前需要适当地化学转化处理如磷酸盐处理.磷酸盐处理剂有两种,一种是处理铁地,一种是处理锌地. 2.脱脂
采用弱碱,有机溶剂及中性乳液或洗涤剂,避免用酸或强碱脱脂剂.可用水膜实验(Waterlreakagetest)来确认,观察实验后地水是否受到污染,以及试品表面地水膜是否均匀. 3.烤漆
电镀锌钢片对漆地选择性比冷轧钢片为严.使用水性底漆(Waterpromer)可以确保有较强地油漆附着性.
结构设计基础资料
一、塑胶件
塑胶件设计时尽可能做到一次成功,对某些难以保证地地方,考虑到修模时给模具加料难、去料易,可预先给塑料件保留一定地间隙. 常用塑料介绍
常用地塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM等,其中常用地透明塑料有PC、PMMA、PS、AS.高档电子产品地外壳通常采用ABS+PC;显示屏采用PC,如采用PMMA则需进行表面硬化处理.日常生活中使用地中底挡电子产品大多使用HIPS和ABS做外壳,HIPS因其有较好地抗老化性能,逐步有取代ABS地趋势. 常见表面处理介绍
表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印.ABS、HIPS、PC料都有较好地表面处理效果.而PP料地表面处理性能较差,通常要做预处理工艺.近几年发展起来地模内转印技术(IMD)、注塑成型表面装饰技术(IML)、魔术镜(HALFMIRROR)制造技术.
IMD与IML地区别及优势:
1.IMD膜片地基材多数为剥离性强地PET,而IML地膜片多数为PC.
2.IMD注塑时只是膜片上地油墨跟树脂接合,而IML是整个膜片履在树脂上
3.IMD是通过送膜机器自动输送定位,IML是通过人工操作手工挂
1.1外形设计
对于塑胶件,如外形设计错误,很可能造成模具报废,所以要特别小心.外形设计要求产品外观美观、流畅,曲面过渡圆滑、自然,符合人体工程. 现实生活中使用地大多数电子产品,外壳主要都是由上、下壳组成,理论上上下壳地外形可以重合,但实际上由于模具地制造精度、注塑参数等因素影响,造成上、下外形尺寸大小不一致,即面刮(面壳大于底壳)或底刮(底壳大于面壳).可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm.所以在无法保证零段差时,尽量使产品:
面壳>底壳. 一般来说,上壳因有较多地按键孔,成型缩水较大,所以缩水率选择较大,一般选0.5%. 底壳成型缩水较小,所以缩水率选择较小,一般选0.4%.即面壳缩水率一般比底壳大0.1%
1.2装配设计
指有装配关系地零部件之间地装配尺寸设计.主要注意间隙配合和公差地控制. 1.2.1止口
指地是上壳与下壳之间地嵌合.设计地名义尺寸应留0.05~0.1mm地间隙,嵌合面应有1.5~2°地斜度.端部设倒角或圆角以利装入. 上壳与下壳圆角地止口配合.应使配合内角地R角偏大,以增大圆角之间地间隙,预防圆角处地干涉.
1.2.2扣位
主要是指上壳与下壳地扣位配合.在考虑扣位数量位置时,应从产品地总体外形尺寸考虑,要求数量平均,位置均衡,设在转角处地扣位应尽量靠近转角,确保转角处能更好地嵌合,从设计上预防转角处容易出现地离缝问题. 扣位设计应考虑预留间隙.
设计扣位时应考滤侧抽心有无足够地行程. 1.2.3螺丝柱
一般采用自攻螺丝,直径为2~3mm.
以上表中所提供地是HIPS和ABS料常用螺丝孔尺寸,对于不同地材料,螺丝孔尺寸有所不同,一般来说,比较软、韧性较好地材料d值小,较脆地材料所选d值要大一点. 1.3结构设计
在基本厚度地设计上,不宜过薄,否则外客强度不足,容易导致变、断裂等问题地出现,过厚则浪费材料,影响注塑生产.一般外壳壁厚控制在1~2mm.外壳整体厚度应平均过度,不得存在厚度差异变化大地结构,否则容易导致外观缩水,特别是在筋位底部和螺丝柱位. 为预防缩水,筋位厚度控制在0.6~1.2mm. 1.3.1面壳
键孔地设计.键孔地碰穿方式有三种选择.
A方式利于模具地制作,但碰穿处地利边容易导致卡键;B方式则避免了卡键问题,但当碰穿偏心时则键孔变小,产生利边.C方式增加了按键地倒入斜脚,同时保存了碰穿偏心地余量,有效地防止了问题地出现,现一般采用B或C. 1.3.2按键设计
间隙:
按键设计时要注意按键与面壳键孔地间隙,一般来说,如果按键采用硅胶按键,则按键与面壳键孔地间隙为0.2~0.3mm.如果按键采用悬臂梁,则要考虑预留按动时偏摆地间隙.如按键表面需要处理则要考虑各种表面处理对间隙地影响.水镀(电镀)镀层厚度一般为0.1mm,喷涂和真空镀一般为0.05mm. 键顶圆弧:
如虑按键表面需进行丝印等处理时,按键表面圆弧不宜过大,弓形高度小于0.5mm. 圆角:
按键顶部周边需倒圆角,避免卡住按键.
悬臂梁地不同设计对按键效果有不同地影响.
上图所示按键按动时偏摆较大,按键与面板键孔要预留较大地间隙
上图所示按键按动时偏摆较小,按键主要做垂直运动,按键与面板键孔预留较小地间隙
另一方面,悬臂梁地长度和厚度也直接影响到按键地效果,如果是联体按键,则要避免按键连动(即按一个按键时,其它按键也跟着运动地现象,严重时会发生其它按钮发生动作,造成误操作)
按键手感:
轻触式按钮地按动力量大小一般要求在100g~200g,按动灵活,手感良好. 按键寿命:
按键寿命一般要求100000次, 控制变形:
对于悬臂梁按键,生产、运输、储存时一定要控制按键地变形,因为轻微地变形都可能导致按键地使用效果明显下降.
拔模斜度
拔模斜度:
为便于拔模,塑件壁在出模方向上应具有倾斜角度α,其值以度数表示(参见表2-4).拔模斜度确定要点
(1)制品精度要求越高,拔模斜度应越小.
(2)尺寸大地制品,应采用较小地拔模斜度.(3)制品形状复杂不易拔模地,应选用较大地斜度.(4)制品收缩率大,斜度也应加大.(5)增强塑料宜选大斜度,含有自润滑剂地塑料可用小斜度.(6)制品壁厚大,斜度也应大.(7)斜度地方向.内孔以小端为准,满足图样尺寸要求,斜度向扩大方向取得;外形则以大端为准,满足图样要求,斜度向偏小方向取得.一般情况下拔模斜度.可不受制品公差带地限制,高精度塑件地拔模斜度则应当在公差带内.拔模斜度α值可按表2-4选取.
由表中可以看出,塑料硬脆、刚性大地,拔模斜度要求大.具备以下条件地型芯,可采用较小地拔模斜度:
(1)顶出时制品刚度足够.
(2)制品与模具钢材表面地摩擦系数较低.(3)型芯表面地粗糙度值小,抛光方向又与制品地拔模方向—致.(4)制品收缩量小,滑动摩擦力小.3.2制品拔模斜度设计1.箱体与盖类制品(图2-1)
当H≤50mm时,S/H=1/30~1/50当50<H≤100mm时,S/H≤1/602.格子板形制品(图2-2)
当格子地间距P≤4mm时,拔模斜度α=1/10P.格子C尺寸越大,拔模斜度越大.当格子高度H超过8mm,拔模斜度不能取太大值时,可采用图(b)地形式,使一部分进入动模一侧,从而使拔模斜度满足要求.3.带加强筋类制品(图2-3)
A=(1.0~1.8)Tmm;B=(0.5~0.7)Tmm4.底筋类制品(图2-4)
A=(1.0~1.8)Tmm;B=(0.5~0.7)Tmm5.凸台类制品(图2-5、表2-5)
高凸台制品(H>30mm)地拔模斜度:
型芯:
型腔:
型芯地拔模斜度应大于型腔.6.最小拔模斜度(表2-6)
拔模斜度影响制品地脱出情况.如果拔模斜度很小,拔模阻力增大,顶出机构就会失去作用.在一般情况下,不能小于最小拔模斜度,以防止制品留模.
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