家用电器塑料件的注塑工艺以及设计优化的探讨

冯纬豪

中山格兰仕日用电器有限公司

家用电器塑料件的注塑工艺以及设计优化的探讨

冯纬豪

中山格兰仕日用电器有限公司

塑料零件在国民经济中应用广泛，特别在家用电器产品中占有很大的比例，设计出综合性能优良的注塑件需要考虑的方面较多，其中注塑工艺以及注塑件的设计尤为重要，文章中作者根据多年的设计经验针对注塑件的注塑工艺以及设计方法进行总结以及探讨，供大家参考。

家电；注塑件；注塑工艺；结构设计

前言

伴随着塑料工业的迅猛发展，塑料工业已成为当今国民经济中的重要基础工业之一。注塑成型作为加工热塑性高分子材料的主要方法之一，它能生产出外形复杂，尺寸精确的产品，并且对各种材料加工的适应性强，容易实现产品的自动化生产加工。同时，注塑成型的工艺以及注塑件的综合设计对注塑件的质量影响较大。因而掌握注塑件的注塑工艺以及设计方法在实际设计当中具有重要的现实意义。

1.注塑工艺的探讨

注塑成型工艺主要包括：合模、填充、保压、冷却、脱模等5个部分，这5个部分的互相配合，直接决定注塑件的成型质量以及生产效率，下面列举一些常见问题以及对应的工艺解决方法：对于气纹比较严重注塑件，可以减低注塑时的射胶速度，并采用模温机加温，减小气纹对外观面的影响，而对于壁厚较厚、体积较大、整体结构复杂的注塑件，为减小翘曲变形，可以优先考虑改善模具内部水管布局，优化注塑件内部结构设计，如容易变形的局部增加加强筋、截面由平面改成凹槽或工字形，或注塑过程加长冷却时间，让注塑件冷却固化到有一定刚度再脱模，这样才能避免脱模后受到内应力或者外力而产生变形。

2.家用电器注塑件常见的质量缺陷以及设计优化的探讨

在实际设计当中，家用电器的注塑件相对于其他类别的注塑件，其主要区别在与对外观、性能以及尺寸稳定性等综合性能要求较高，而其容易出现的质量缺陷主要包括以下几个方面：1.表面缩水或缩痕2.缺胶或无法打满3.熔接痕4.翘曲变形5.毛边、披锋等6.气纹或出现阴影等等，下面将逐个进行分析探讨：

表面缩水或缩痕。其主要原因是因为注塑件内侧的结构或加强筋厚度相对过大，导致塑料在注塑冷却固化的过程中，固化的程度不一致导致发生体积收缩差异，产生表面凹陷，其解决方法有几个：(1)将加强筋厚度调整到合理范围，对于ABS、HIPS等收缩率较低的材料，加强筋厚度建议设计为主体壁厚的1/2-1/3，对于PP等收缩率较高的材料，加强筋厚度建议设计为主体壁厚的1/3-1/4(2)增加注塑过程中的注塑压力，减缓缩水变形(3)如果条件允许，取消加强筋或内部结构，改为内部结构件与外观件结合的装配方式(4)在结构设计上，采用表面晒纹处理，或针对可能缩水的地方，表面设计美观线(5)最后，对于表面质量要求较高的外观件，一般不建议用收缩率较高的材料，对于模具方面，建议使用抛光性能好的模具钢(如NAK80、718H等)，这样，在综合注塑工艺以及设计要素的前提下，才可以获得较好的外观质量。

缺胶或无法打满。其主要原因是模具排气不良或者是注塑件设计的结构深度过大，即使把注塑压力调大，直至出现披锋，还是无法打满，这类问题的解决方案也比较有针对性，建议增加导流槽，一般高度为0.2mm，宽度视实际情况而定。

熔接痕。具体来说就是塑件表面的一种线状痕迹，系由注射或挤出中若干股流料在模具中分流汇合，熔料在界面处未完全熔合，形成一条熔合的痕迹，熔接痕因为塑料内部没有熔接为一体，因此在受到外部冲击力的情况下，容易产生开裂，另一方面熔接痕的存在直接注塑件的外观质量及力学性能。要减小熔接痕，从根本上说，就是要避免熔融塑料在注塑过程中的分流然后汇合的情况，这里有几个建议：(1)利用模温机提高模具温度，令熔融塑料在较高的温度下汇合，加强汇合处的强度，减小熔接痕对强度的影响(2)优化注塑参数，把熔接痕位置转移到不明显的位置，减小其对注塑件整体结构的影响(3)合理设置浇口的位置，减小浇口的数量，从而减小熔接痕的数量(4)采用热流道顺序阀延时进浇的方法，控制浇口的进浇顺序，从而让熔融塑料优先填充外观面，再填充内侧结构。

翘曲变形。塑料件的翘曲变形原因有多个方面，一方面是由于模具结构设计不合理，顶出机构在顶出脱模过程中对注塑件有外力作用，导致注塑件产生异常变形，另一方面由于注塑件的外形或结构比较复杂，导致注塑件内部应力在注塑件成型后释放产生翘曲变形，所以，对于因为注塑件结构复杂而产生的翘曲变形，建议在设计初期，尽量减小内部加强筋的数量，待开模完成，确认最终注塑参数后，再按照实际情况增加加强筋，有针对性的减小翘曲变形。其次，增加注塑过程的冷却时间，或者在注塑件出模后，增加定型工装，也可以在定型的过程中用水加速塑料的冷却固化。

毛边、披锋等。披锋大多发生在大多发生在模具的分合位置上，如：模具的分型面、滑块的滑配部位、镶件的缝隙等，如出现披锋较大的情况，一般可以通过调节注塑参数，降低注塑压力来优化披锋的情况，而在结构设计方面，建议在设计初期就应该考虑注塑件分型面的设置，减小分型面对注塑件外观的影响。前后模分型面处，最好留有0.1mm-0.2mm的段差用于封胶。

气纹或出现阴影。气纹是注塑件在注塑过程中，内部气体无法顺畅排出，导致在注塑熔体与其他混合流动，冷却后表面上产生气体流动的痕迹，具体表现为注塑件表面上发亮、出现银丝、局部颜色不均匀、有阴影等等，这种现象特别在注塑件进浇口的位置更为明显，因此，需要在模具结构上增加合理的排气结构，如增加排气槽或镶件，注塑工艺上也需注意控制射胶速度、注塑压力以及增加模温机以调节模具温度，最后，在设计上，主要避免浇口设置外观面附近，如实在无法避免气纹的产生，又需要同时保证有较高的外观质量，建议采用注塑件表面晒纹处理或喷漆处理等等。

3.结语

在家用电器注塑件的设计过程当中，必须综合考虑注塑件的注塑工艺以及设计的合理性，包括提前评估注塑模具的结构、注塑工艺流程以及注塑件本身的结构是否合理，尽量避免出现常见的质量缺陷，降低注塑难度。如确实没办法避免质量缺陷，应该在综合评估后，优化设计细节把质量缺陷的影响降到在合理的范围内，从而设计出综合性能优良的，生产难度低，注塑效率高的产品。

[1]肖祥启，王孝培.中国模具设计大典(3[M].南昌：江西科技出版社，2003.

[2]塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册[M].北京：科学出版社，2003.