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摘要：目前家電產品中注塑外殼和金屬外殼是兩種常見的外殼材質，其中注塑外殼憑借其工藝簡單、質量輕、成本低等優勢得到廣泛利用。家電產品的注塑外殼制作工藝要求較為嚴格，需要注意溫度、壓力的參數設定。本文從家電產品的注塑外殼主要設計內容入手，討論豆漿機的注塑外殼設計，并分析如何解決家電產品注塑問題，希望可以提升家電產品外殼的設計質量。

關鍵詞：家電產品；結構設計；注塑外殼；分析

注塑材料是一種制作工藝簡單、可塑性好、成本低的材料，比如聚丙烯（PP），聚碳酸脂（PC），丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體的三元共聚物（ABS）等都是當前廣泛利用的成型技術。

一、家電產品的注塑外殼設計內容

首先，壁厚設計。在家用電器的外壁厚度設計過程中，主要影響因素是材料質量以及外形尺寸，設計過程中要堅持保護均勻的原則，如果薄厚不均勻將導致外觀存在缺陷，比如變形、凹陷甚至由于內應力出現龜裂。外壁過薄會導致熔融塑料流動阻力增加，影響材料在模腔中的流動，導致難以填充材料或者塑料件填充不滿、強度不高。如果出現厚度過大，也容易造成成型制品內部出現氣泡、外觀變形、收縮、凹陷等問題，并且制品厚度越大，其重量越重也會導致成本增加，此外壁厚的厚度增加會延長成型時間，進而降低生產效率。特殊情況下，為了滿足生產需要也會要求局部壁厚厚度增加，此種情況下，在生產過程中需要從薄向厚逐漸過渡，避免厚度不均或者差異較大。其次，圓角和拔模角設計。在家用電器的注塑外殼中，尖角部位應力集中，所以容易出現脆性破壞，為此需要對產品的尖角部位消磨，以此有效降低應力集中現象，可以提升塑料制品的強筋強度，其作用在于能夠抵御外來沖擊力，所以在外觀結構設計過程中，設計人員需要合理增加外側的圓弧轉角，如果設計的圓角偏大也會導致縮水效應，尤其是凸起柱的根部和內部轉角處的圓弧更容易伴有縮水效應，一般情況下要將圓弧大小范圍設置在0.3毫米至0.8毫米。拔模的目的在于模具生產過程中讓塑料件順利脫離模具，一般情況下，塑料件拔模角需要根據外壁厚度、尺寸、模腔表面粗糙度、收縮率等多個因素考慮，由于模腔內部塑料的不斷收縮，存在拔模角設計缺陷，將造成難以取出塑料件，強行取出還會出現擦傷拉毛等損傷問題，所以設計人員要根據不同塑料品牌和結構將脫模斜度合理設置。最后，加強筋設計。加強筋的作用在于不需要增加塑件厚度情況下保證塑件結構強度，還可以在生產期間減少翹曲變形幾率，減少塑料用量，產品重量也會減輕。對于加強筋設計來說，關鍵在于對加筋位置控制，不可過高，也不能過少，必須堅持均勻分布的原則，避免厚筋底冷縮期間出現凹陷問題，需要盡量保證加強筋的走向與材料填充方向相同，以此有利于注塑機械的開模合模。此外，加強筋的設置也要考慮到圓弧過渡方式，要求加強筋表面不設置零件，以此避免存在應力高度集中問題，所以加強筋條，一般為塑件厚度的50%-70%。整體看來，在筋的下方安裝出圓角對熔膠流動性起到改善作用，解決應力集中問題，一般R角數值達到1/8壁厚。

二、豆漿機的注塑外殼設計

本文以豆漿機機頭外殼設計作為案例，對家電產品的注塑外殼設計進行分析。首先，設計方法。在材料選擇過程中，一般豆漿機的外殼以PP、ABS材質為主。其中ABS這種材料具有流動性好、收縮率低、耐熱性強、耐沖擊性強的優勢，利用該材料制作出的成品表面光澤性好，并且具有一定的耐磨性；PP材料具有良好的注塑性能，不過該材料收縮率很大，制作出的產品精度易偏差，容易變形，而且此制品的表面容易出現光澤度差、縮水等問題，不過該材料價格要低于ABS。豆漿機外殼表面對光澤度有很高要求，同時也要具有良好的耐溫性質，綜合考慮，以ABS作為外殼材料。在螺絲柱以及加強筋的設計上，為了滿足裝配需要，豆漿機機頭外殼需要安裝幾個螺絲柱，并且底部進行火山口處理，以此避免出現縮水痕跡，需要對每個螺絲柱提升加強筋的螺絲柱強度，不過需要對加強筋的厚度有效控制，也需要合理增加R角，其作用在于改善溶膠流動性，在交口流道的設計中，豆漿機機頭外殼必須足夠光潔，所以繞交口不可過大，脫模后鑄件澆口，不得存在明顯殘留痕跡，因此要利用點進膠讓澆口自行脫落，為了提升零件后續清理效率，設計人員要制定出直流到道、點澆口的平衡式分流道處理方案，采用圓形制作工藝，以此縮小流道體積，節約注塑時間，提升生產效率。其次，主要成型工藝的確定。在本次豆漿機的設計中，機頭外殼塑件的外殼用扣位緊鎖的倒扣凹槽固定，并且在模具設計中安裝側向分型抽芯以及斜頂結構，其尺寸精度和以下兩個因素有關：其一是塑料收縮率變化。其二是模具加工誤差。在表面質量控制中，豆漿機機頭外殼注塑成型后要求內外表面沒有缺陷，要求邊緣位置平滑，不得存在斑點熔接痕，其中內部表面粗糙度標準為Ra0.4μm、外部表面粗糙度標準為Ra0.2μm，對于塑件表面光澤度未達標的情況，分析原因為熔料冷卻過早或者烘料時間不足、模溫不夠、拋光不達標。在成形方法中，豆漿機機頭外殼利用ABS材料，在控制內應力過程中，把交口注塑流程適當縮短，進而提升填充效率，升高注塑溫度，還需要進行模具排氣結構的優化設計。整體看來，對交口部位科學設置可以減少塑件次要部位熔接痕產生，在注塑過程中，注塑壓力不可過高，同時要保證良好的料溫和模溫。

三、如何解決家電產品注塑問題

首先，縮水。如果注塑外殼存在縮水問題，主要和注塑內側構造以及筋厚度過大有關，該問題會造成塑料外殼注塑冷卻時固化異常，導致產品表面存在凹陷。因此，需要優化注塑工藝，制定出科學的縮水預防措施，把加筋的厚度控制到合理范圍，利用ABS材料收縮率偏低，需要把加筋厚度控制在1/2，以此降低超限制值設計問題出現的幾率。PP材料的收縮率偏高，加筋厚度一般在主筋厚度1/3，結合實際情況，根據內部結構和外觀結構結合的方法，要避免外殼出現縮水情況。其次，缺膠。該問題出現的主要原因是模具設計結構過厚、排氣不暢或者局部壁厚較薄，對于以上因素，需對注塑壓力進行科學設置。比如，逐漸加大注塑壓力直到觀測到披鋒，進而起到避免外殼缺膠的作用，如果在加大壓力之后依然不能保證滿膠，需要對注塑模型進行重新調整，改變澆口的位置，進行可行性試驗，直到成型。最后，熔接痕。在家電外殼的注塑件表面，熔接痕就是痕跡短路，主要因素是注塑期間加入超出正常工藝要求的骨料，在外力作用下痕跡部位出現隱痕或者開裂。主要的解決方法是增加模具溫度、注塑壓力，如果依舊沒有解決，需要加大澆口尺寸。

四、結束語

綜上所述，在科學技術飛速發展的今天，家電產品的種類也更加多元化，同時體積更小，功能更為全面，如今消費者在重視產品性能的同時，也對家電外觀結構設計提出更高要求。在設計家電產品注塑外殼結構過程中，關鍵在于對細節的處理，以此在保證家用電器美觀性的同時，有效節約設計成本。

作者:張祥洪 單位:佛山市順德區三軍工業設計有限公司