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产品设计时如何选用塑料材料

 

任何一件工业产品在设计的早期过程中,必须清楚如何选择材料,一般基于几个原则去选择,1、成本;2、符合法规要求(如食品卫生);3、强度、刚度、韧性等要求;4、耐温要求;5、防火等级要求;6、耐磨要求;7、透明度要求。

要满足零件要求的前提下,应低成本地选择原材料,下面介绍一下常用材料的特性。

ABS 
用途玩具、机壳、日常用品 
特性坚硬、不易碎、可涂胶水,但损坏时可能有利边出现,(绝大部分型号不能通过食品卫生要求)。 
设计上的应用多数应用于玩具外壳或不用受力的零件。 
PP 
用途玩具、日常用品、包装胶袋、瓶子 
特性有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水,符合各国食品卫生要求。 
设计上的应用多数应用于一些因要接受drop test而拆件的地方。 
PVC 
用途软喉管、硬喉管、软板、硬板、电线、玩具 
特性柔软、坚韧而有弹性。 
设计上的应用多数用于玩具figure,或一些需要避震或吸震的地方。 
POM 
用途机械零件、齿轮、摃杆、家电外壳 
特性耐磨、坚硬但脆弱,损坏时容易有利边出现 
设计上的应用多数用于胶齿轮、滑轮、一些需要传动,承受大扭力或应力的地方。 
Nylon 
用途齿轮、滑轮 
特性坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。 
设计上的应用因为精准度比较难控制,所以大多用于一些模数较大的齿轮。 
Kraton 
用途摩打垫 
特性柔软,有弹性,韧度高,延伸性强。 
设计上的应用多数作为摩打垫,吸收摩打震动,减低噪音

壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其它零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑料材料而定。一般的热塑性塑料的壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看,过厚的产品设计不但增加物料成本,延长生产周期(冷却时间),增加生产成本。从产品设计角度来看,过厚的产品增加引至产生空穴(气孔)的可能性,大大削弱产品的刚性及强度。 
最理的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度,但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形,由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 
不同材料的常用壁厚 
ABS 
一般最先选择的材料,壁厚通常为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5,3mm,视乎产品的大细和功能而定。 
PP 
因为比较软身,而且基于缩水的问题,所以不能太厚,一般为1, 1.2,1.5mm 
PVC 
因为多用由于figure上和多是实心,所以限制不大。 
POM 
一般为1, 1.2, 1.5, 2, 2.5,3mm视乎产品大细而定。 
Nylon 
因为缩水率比较高,所以平均料厚和筋骨的比例可比较少。

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