謝涌彪
        深圳創(chuàng)維-RGB 電子有限公司         廣東省

        【摘 要】   目前電視機產(chǎn)品塑膠零件容易出現(xiàn)縮水缺陷，雖然不會影響到產(chǎn)品的使用性能，但卻對外觀造成較大的影響。本文作者將從產(chǎn)品結構設計的角度出發(fā)，對主要的功能性結構，如加強筋、螺釘柱和支撐柱為例進行優(yōu)化，從而減輕產(chǎn)品設計帶來的表面縮水現(xiàn)象。

        【關鍵詞】  縮水 模流圈 應力 對策 設計

        一、表面縮水的定義
        塑料縮水現(xiàn)象主要是因為由于產(chǎn)品在注塑成型時，由于冷卻不均導致，體積收縮速度不一，壁厚處的表面原料被拉入，因此，在成品表面出現(xiàn)凹陷痕跡?？s水是成品表面所發(fā)生的不良現(xiàn)象中最多的，大多發(fā)生于壁厚處，一般如果壓力下降則收縮機率就會較大。
        從模具方面可以加大填充壓力和增加保壓時間來輔助改善，但是會影響到生產(chǎn)效率，本文更多從設計角度提出，對塑膠件常見縮水現(xiàn)象有效的分析和解決措施。

         二、縮水原理
        模具腔體注射滿熔融材料以后，慢慢冷卻凝固為產(chǎn)品的形態(tài)，但是由于壁厚的不同，產(chǎn)品的內部大致分為3個部分先后冷卻，以下圖1為例，A是產(chǎn)品外面表面區(qū)域，B是產(chǎn)品內部區(qū)域，C是產(chǎn)品內表面區(qū)域，在產(chǎn)品注滿保壓到冷卻階段，產(chǎn)品內外表面A、C區(qū)域首選冷卻完全，然后B區(qū)域會后冷卻完全，所以B區(qū)域在A和C區(qū)域完全冷卻之后，繼續(xù)冷卻收縮產(chǎn)生應力f，如下圖1所示，使A區(qū)域和C區(qū)域表面受到向內的拉力，也就是說如果局部壁厚越大，B區(qū)域的范圍也就越大，冷卻時間也會越長，產(chǎn)生的內應力也會變大，從而造成A表面內陷就會越多，縮水現(xiàn)象就會較明顯。

三、縮水方案分析與解決
        1、加強筋縮水分析解決
        在合理的設計排布情況下，雖說加強筋越粗，結構的穩(wěn)定性和牢靠性就會越好，但是加強筋壁厚設計不當也會引起大面積縮水，經(jīng)查文獻模流分析，如下圖2：

        而d≤1.04T，將此帶入上式可得出：t≤0.4T時產(chǎn)品縮水不明顯。
        說明：對于外觀要求較高的產(chǎn)品，骨位厚度與主體壁厚的比例請嚴格按此要求執(zhí)行；對于外觀要求不高或外觀面蝕有粗紋的產(chǎn)品可適當放寬比例，但骨位厚度最大不超過0.6倍主體壁厚，即：t≤0.6T。   
        骨位最小厚度不宜小于0.8mm，否則注塑填充較困難。

         2、柱位縮水分析解決
        在面殼上設計柱子，然后把面殼背鎖在模組背板上，是目前平板電視使用較多的一種結構設計，但是由于柱子膠位較厚，容易在外觀面存在縮水和拉痕，如何有效設計柱子，減輕此現(xiàn)象，以2000項目為例，如下圖4在主壁厚2.4mm的基礎上，最初設計是采用圖5的模式，柱子外徑5.5mm，內孔2.4mm，平均壁厚1.55mm，依據(jù)模流分析t≤0.6T，可知t≤1.4mm，實際是t=1.55mm，所以在設計出來以后2000系列面殼都

圖3  2000項目面殼局部圖

                 整改一：
        如圖3，采用方案一的設計，在現(xiàn)有的模具基礎上，改小柱子外徑為5.2mm，內徑2.6mm，平均壁厚是1.3mm，比0.6T要小一點，此方法是通過減小平均壁厚來減緩縮水現(xiàn)象，在E2000/T2000項目上得到有效驗證。
整改二：
        如圖3，采用方案二的橋柱設計，此方法是通過避開最厚的地方來改善縮水現(xiàn)象，但是模具方面采用滑塊頂出設計，而方案一模具采用的是絲筒頂出設計，方案一模具相對較好設計。
整改三：
        在設計之初，直接加厚面殼主壁厚，對產(chǎn)品表面縮水現(xiàn)象也有較大的改善，更多時候面殼的主壁厚需要評估造型等因素，在設計之初更多是按材料的極限壁厚來設計的。

        3、后殼拉伸筒表面縮水問題解決
        后殼由于需要和模組背板固定或預壓音箱，在平面和斜面經(jīng)常會有較深的拉伸壁，如下圖4所示，設計不當，非常容易造成周圈縮水。
                    
        后殼拉伸筒出現(xiàn)縮水的原因，以圖4為例進行模流圈分析，左邊模流圈有突變出現(xiàn)，產(chǎn)品容易縮水，特別是左右兩側及天側的螺絲柱位外表面極易縮水，產(chǎn)品設計時需要適當減薄螺絲柱位側壁的厚度，并適當加大外側的R角，使模流圈平穩(wěn)過度，可以較好避免平面下方膠位突變而引起表面縮水。

圖9

        四、分析小結
        引起產(chǎn)品縮水的原因主要有以下幾個，產(chǎn)品的設計不良、模具的設計不良和注塑的條件不良等，本文作者更多是從設計的角度來分析解決，做以下總結：
        以上圖3例為基礎，分析造成壁面凹痕的原因，主要有兩個，一個是局部壁厚太厚引起的縮水痕，另外一個是鎖螺釘以后，面殼螺釘孔被抽真空出現(xiàn)的拉伸痕。
解決方法：
        1）、減小柱子外徑和筋位的平均壁厚，至0.6T以下；
        2）、柱子拱橋形式設計；
        3）、加厚主壁厚；
        4）、避免壁厚突變設計；
        5）、加高柱子高度，其中正面柱子由于視線原因容易看出凹痕，所以可以干涉0.2mm設計，能有效緩解拉痕。

        說明：
        面殼材料采用的是ABS+10%GF，防火和非防火兩種，在柱子外徑5.2mm下都經(jīng)過10次鎖A3螺釘松緊測試，面殼柱子無失效情況出現(xiàn)，極個別柱子會發(fā)白，如果柱子小于5.0mm以下容易導致柱子開裂和扭斷，故外徑5.2mm基本接近現(xiàn)有材料極限。
        但是引起產(chǎn)品縮水，其他兩大因素也是至關重要的，作者從參考文獻和經(jīng)驗中，對此兩個因素做了以下的總結，如表2所示。

參考文獻
［1］  《注塑成型工藝與模具設計》 池成忠沉洪雷  著  化學工業(yè)出版社；
［2］  《淺談注塑工藝的影響因素》 金秀蓮  著　科技創(chuàng)新導報2015/05期。

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