塑料制品的设计原则和方法

塑料制品设计十大技巧一、指导方针——设计核对表新产品开发或产品改善的目标是使产品有优良的表现，而同时获得低的生产成本。

这里，设计任务主要是指原料的选择，适合加工过程的选择，强度计算和模具设计。

只有全盘考虑这些步骤，并有系统化的跟进，才能生产出高质量的、具商业效益的模具。

设计部门经常只是探用性的解决方案。

然而，必须强调的是，塑料的实用性和成本效率不是必然的，设计者必须非常注重开发原料和加工过程的正确解决方案。

塑料性质并非永恒不变的塑料的性质受使用环境、加工过程、模具设计和操作条件的影响（如图1所示）。

塑料性质由实验室环境下的测试得到。

测试图由具有优化参数的高光度模具，在规定压力的标准条件下检测产生的。

然而，实际上，塑料不可能恰好在这样的条件下生产，在使用中也不可能正好在同样的压力下。

因此，在推出任何塑料设计方案的时候，其精确的要求和界定条件必须仔细地分析和罗列出来，设计核对表在这方面可以提供有用的帮助。

样品的生产开发一种产品，从设计阶段到市场准备阶段，有必要准备样品来进行试验和修正。

要确保样品的生产方法广泛适用于量产方案。

部分注塑成型的样品也要由注塑模具来制造。

如果没有模具可以适用，就有必要使用近似的材料或片材，切割加工成为测试样品。

但是，总是存在这样那样的问题，原因如下：▪无法考察注塑成型部件的焊接线的影响。

▪与注塑成型部分相比，有时候，机械加工中产生的凹槽会降低构件的强度性质。

▪由于结晶度高，挤塑棒材和片材的强度和硬度高于注塑部件。

▪无法考察纤维取向作用的影响。

由挤出材料制成的用于电灯开关的样品，可以承受180000次周期性应力。

而同样情况下，注塑部件在80000次之后就出现了疲劳破坏。

这种差异是由于在注塑过程中晶体结构的不同所造成的。

见图3样品模具目前生产样品的模具，都是通过简单的机械加工或运用低成本材料（如铝或铜为原料）制作而成。

然而，需要注意的是，对生产来说非常重要的参数如温度、压力等，不能以这样的模具作代表。

塑料制品的结构设计规范塑料制品在现代生活中已经成为了不可或缺的一部分，随处可见的塑料制品的使用使人们的生活更加便捷和美好。

为了保证塑料制品的质量和功能，制品的结构设计至关重要。

本文将从材料选择、结构设计和工艺控制三个方面阐述塑料制品的结构设计规范。

一、材料选择塑料制品的材料选择直接影响着塑料制品的使用寿命、强度和耐热性等性能指标。

在选择塑料制品的材料时，应该综合考虑材料的物理和化学性能，场所和使用环境等多方面的因素。

一般而言，工程塑料比通用塑料具有更好的机械性能、化学稳定性和耐热性，比如PC、ABS等工程塑料。

二、结构设计1、合理的壁厚设计塑料件的壁厚是指制品壁厚与外径或内径的比值。

塑料制品的壁厚应该尽可能的薄，并且均匀一致。

因为塑料的热导率很低，导热性差，如果部分壁厚过厚，会造成热应力，导致塑料制品变形或开裂。

所以，在设计塑料制品的壁厚时，需根据使用场合、力学要求以及成本等因素进行综合考虑。

2、结构的可靠性和安全性设计结构时需充分考虑结构的可靠性和安全性，既要满足使用的要求，又要尽可能的减小结构的体积和材料消耗。

此外，结构设计时还应该考虑未来可能出现的一些异常情况，如使用环境的变化、超负荷的物理作用和力学应力等因素都应该在结构设计中进行考虑。

三、工艺控制优秀的结构设计标准是塑料制品质量保证的前提，但良好的生产工艺过程也是确保质量的关键。

生产过程中应该选择先进的生产工艺技术，如模具设计、注塑机选型和注射参数的调控等。

此外，应该做好产品的标准化、精细化生产和检验工作，以确保产品品质达到标准。

综上所述，塑料制品的结构设计对产品质量至关重要，必须遵循一定的规范和标准进行设计和制造。

同时，在生产过程中也需要遵循简单、精细、标准化、自动化和人性化原则。

一旦遇到质量问题，企业应该采取积极有效的措施，及时处理，以免造成不必要的损失和影响公司声誉。

塑胶制品结构的设计
一．制品结构工艺设计的原则：
1．在保证制品性能和使用要求的情况下，尽量选用价廉、且成型性能好的塑料；
2．力求使制品结构简单，避免侧向凹凸结构,使模具结构简单，易于制造；(内侧凹凸结构有两种情况可不用内行位：碰穿和强行脱模)
•注：关于强行脱模：
1）当侧向凹凸较浅且允许有圆角时，可强行脱模；
2）可强行脱模的塑料有PE、PP、POM和PVC等；
三、制品的表面质量：
1、包括制造质量：型腔省模抛光，一般模具型腔粗糙度为
Ra0.02—1.25um,制品的粗糙度比模具型腔粗糙度低1-2级。

2、注塑质量：水花，蛇纹，熔接痕，顶白变形，黑斑，披锋、
凹痕等。

3、烤柒质量：
4、电镀质量：
5、丝印质量：
6、拉丝质量：
7、抛光质量：
8、汤金质量
9、贴纸质量
10、贴片
四．塑料制品的常见结构设计：
1．脱模斜度：
1）．不同塑料的脱模斜度不同，在不影响产品性能的情况下，脱模斜度尽量取较大值；
2）．脱模斜度不包括在公差范围之内；
3）．晒纹脱模斜度应取较大值，
一般为3°～9°；
4）．硬质塑料比软质塑料的脱模斜度大，收缩率大的塑料比收缩率小的脱模斜度大；
5）、制品高度越高，孔越深，为保证精度要求，脱模斜度宜取小一点；
6）、制品形状复杂难脱模时，脱模斜度要大一些；
7）、前模脱模斜度大于后模脱模斜度；
8）、配合精度要求越高，脱模斜度要越小；
9）、壁厚大的制品，脱模斜度可取较大值；机械性能强塑料，自润滑性塑料，脱模斜度可取小一些。

塑料制品设计原则-工程塑料制品设计原则一、尺寸，精度及表面精粗糙度〈一〉尺寸尺寸主要满足使用要求及安装要求，同时要考虑模具的加工制造，设备的性能，还要考虑塑料的流动性，。

〈二〉精度影响因素很多，有模具制造精度，塑料的成份和工艺条件等。

〈三〉表面粗糙度由模具表面的粗糙度决定，故一般模具表面粗糙比制品要低一级，模具表面要进引研磨抛光，透过制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度要一致 Ra 〈 0.2 um塑件圈上无公差要求的仍由尺寸，一般采用标准中的8 级，对孔类尺寸可以标正公差，而轴类各件尺寸可以标负出差。

中心距尺寸可以棕正负公差，配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。

二、脱模斜度由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象，使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强行取出会导至塑件表面擦分，拉毛，为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，一般1°——1°30`。

一般型芯斜度要比型腔大，型芯长度及型腔深度越大，则斜度不减小。

三、壁厚根据塑件使用要求（强度，刚度）和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定:壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难；壁厚太大，增加冷却时间，降低生产率，产生气泡，缩孔等。

要求壁厚尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力，引起塑件的变形及开裂。

四、加强筋设计原则：〈一〉中间加强筋要低于外壁0.5 mm 以上，使支承面易于平直。

〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。

〈三〉筋的排例要顺着在型腔内的流动方向。

五、支承面塑件一般不以整个平面作为支承面，而取而代之以边框，底脚作支承面。

六、圆角要求塑件防有转角处都要以圆角（圆弧）过渡，因尖角容易应力集中。

塑件有圆角，有利于塑料的流动充模及塑件的顶出，塑件的外观好，有利于模具的强度及寿命。

七、孔（槽）塑件的孔三种成型加工方法：（1）模型直接模塑出来。

（2）模塑成盲孔再钻孔通。

塑料製品設計随着生产技术和市场需求的不断发展，塑料已经成为现代化社会中不可或缺的一种材料。

它轻巧、坚固、耐腐蚀、易于加工和形成复杂的形状，因此广泛应用于各种各样的产品中，如家电、汽车、医疗设备、建筑材料等等。

塑料制品的设计在生产制造过程中至关重要，因为有效的设计可确保产品质量，从而提高产品的市场竞争力。

本文将介绍塑料制品设计的重要性以及一些设计原则和技巧。

1. 塑料制品设计的重要性塑料制品设计需要考虑多个因素，如材料的性质、制造过程、产品的外观和功能等等。

良好设计的塑料制品可以为生产厂家带来很多好处，如下：1）节省成本：良好的设计可以减少废品率和生产时间。

对制造过程了解充分，设计人员可以选择更好、更有效的方法来加工材料。

2）提高产品质量和性能：塑料制品的好坏直接关系到产品的质量和性能。

在设计时，需要考虑到产品在使用过程中的需要，并确定生产时所需的材质和工艺，从而保证产品具有必要的强度、耐久性和质量。

3）提高生产效率：有利的设计能够降低生产周期，提高生产效率，减少人工费用和响应时间，使厂商能够更好的满足市场需求和客户要求。

2. 塑料制品设计的原则塑料产物设计的原则包括以下几个方面：1）材料选择:不同的塑料材料有不同的性质和特点，对设计地区的产物的表面特性、力学特性和加工性能的影响也不同。

例如，玻璃纤维增强尼龙(CFRP)适用于需要耐高温、高压和高抗弯的区域，而ABS材料则适用于需要具有良好的强度，并同时具有较好的潜在深度等特性。

因此，设计人员不能按部就班地使用任何类型的塑料材料，而应根据要求逐一研究不同类型的塑料材料，最终选择合适的材料。

2）产品设计:当设计人员选择塑料材料后，就需要设计出具体的产品。

在确保产品功能的基础上，还需要考虑到生产工艺，应通过避免缝隙和锐边，选择适当的模具形状和冷却方式等方法来提高产品的生产工艺。

3）模具设计:塑料制品的设计模具与设计本身同样重要，因为一个完美的模具可以影响产品的同时生产，降低生产周期和成本，提高产品品质。

第一章 塑料制品的结构设计塑料制品的结构设计又称塑料制品的功能特性设计或塑料制品的工艺性。

§ 1.1 塑料制品设计的一般程序和原则1.1.1 塑料制品设计的一般程序1、详细了解塑料制品的功能、环境条件和载荷条件2、选定塑料品种3、制定初步设计方案，绘制制品草图（形状、尺寸、壁厚、加强筋、孔的位置等）4、样品制造、进行模拟试验或实际使用条件的试验5、制品设计、绘制正规制品图纸6、编制文件，包括塑料制品设计说明书和技术条件等。

1.1.2 塑料制品设计的一般原则1、在选料方面需考虑：(1) 塑料的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性等；(2) 塑料的成型工艺性，如流动性、结晶速率，对成型温度、压力的敏感性等；(3) 塑料制品在成型后的收缩情况，及各向收缩率的差异。

2、在制品形状方面：能满足使用要求，有利于充模、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料制品）或快速受热固化（热固性塑料制品）等。

3、在模具方面：应考虑它的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度。

同时应充分考虑模具零件的形状及其制造工艺，以便使制品具有较好的经济性。

4、在成本方面：要考虑注射制品的利润率、年产量、原料价格、使用寿命和更换期限，尽可能降低成本。

§ 1.2 塑料制品的收缩塑料制品在成型过程中存在尺寸变小的收缩现象，收缩的大小用收缩率表示。

%10000×−=L LL S 式中S ——收缩率；L 0——室温时的模具尺寸； L ——室温时的塑料制品尺寸。

er影响收缩率的主要因素有：(1) 成型压力。

型腔内的压力越大，成型后的收缩越小。

非结晶型塑料和结晶型塑料的收缩率随内压的增大分别呈直线和曲线形状下降。

(2) 注射温度。

温度升高，塑料的膨胀系数增大，塑料制品的收缩率增大。

但温度升高熔料的密度增大，收缩率反又减小。

两者同时作用的结果一般是，收缩率随温度的升高而减小。

(3) 模具温度。

塑料件壁厚的设计原则以塑料件壁厚的设计原则为标题，我们来探讨一下塑料件壁厚设计的一些基本原则和注意事项。

一、塑料件壁厚的重要性塑料件的壁厚是指塑料制品在各个部位的壁厚大小。

合理的壁厚设计对于塑料件的性能、质量和成本都有着重要影响。

过厚的壁厚会导致材料的浪费和成本的增加，同时还会增加产品的重量和生产周期。

而过薄的壁厚则容易出现变形、开裂等问题，影响产品的使用寿命和性能。

二、设计原则1. 结构性原则：根据塑料件的结构和功能要求合理设计壁厚。

不同的部位和功能对于壁厚的要求是不同的。

例如，需要承受较大压力的部位应该有较厚的壁厚，而需要保持较轻重量的部位可以选择较薄的壁厚。

2. 注塑性原则：考虑到注塑工艺的要求，尽量避免壁厚突变和过于复杂的结构。

壁厚的突变容易导致注塑过程中的流动不均匀，造成缩孔、气泡等问题。

过于复杂的结构会增加注塑成本和生产周期，并且也容易导致产品品质问题。

3. 材料性原则：根据所选用的塑料材料的特性，合理选择壁厚。

不同的塑料材料对于壁厚的要求是不同的。

一般来说，刚性塑料可以选择较薄的壁厚，而柔性塑料需要选择较厚的壁厚以保证产品的强度和耐用性。

4. 结构强度原则：根据塑料件所需的强度和刚度要求，设计合理的壁厚。

一般来说，壁厚越大，产品的强度和刚度也越高。

但是过大的壁厚会导致产品重量增加和成本上升，因此需要在强度和成本之间进行权衡。

5. 工艺性原则：考虑到塑料件的成型工艺，尽量选择符合工艺要求的壁厚。

不同的成型工艺对于壁厚的要求是不同的。

一般来说，注塑成型工艺对于壁厚的要求相对较宽松，挤出和吹塑等工艺对于壁厚的要求相对较严格。

6. 经济性原则：在满足产品性能和质量要求的前提下，尽量选择较薄的壁厚以降低成本。

通过合理设计壁厚可以减少材料的使用量，降低成本。

三、注意事项1. 避免壁厚过于薄或过于厚，需要根据具体的产品要求和材料特性进行合理选择。

2. 尽量避免壁厚的突变和过于复杂的结构，以减少生产工艺问题和提高产品质量。

塑料配方设计举例一、引言塑料是一种重要的工程材料，广泛应用于各个领域。

塑料的性能取决于其配方设计，通过合理的配方设计可以调整塑料的物理、化学性质，以满足不同应用领域的需求。

本文将以聚丙烯(PP)为例，探讨塑料配方设计的基本原则和步骤，并给出一个具体的配方设计方案。

二、塑料配方设计的基本原则1.基础树脂的选择基础树脂是塑料的主要组分，其性能决定了塑料的基本性质。

在选择基础树脂时，需要考虑材料的热稳定性、力学性能、耐化学品性等因素。

2.助剂的选择助剂是在塑料中添加的用于改善塑料性能的其他组分，如增塑剂、防老化剂、抗静电剂等。

助剂的选择需要考虑与基础树脂的相容性，以及所需的功能。

3.添加剂的比例不同添加剂在塑料中的添加比例对最终产品的性能有着重要影响。

需要进行多次试验，通过对不同添加剂比例的调整，找到最佳的配方比例。

4.加工工艺参数加工工艺参数是指在塑料制品的生产过程中的温度、压力、速度等参数设置。

合理选择和控制加工工艺参数，能够有效地影响塑料制品的结构和性能。

三、塑料配方设计的步骤1.确定应用需求根据塑料制品的应用领域和要求，明确所需的性能指标，如抗张强度、耐热性、耐候性等。

2.选择基础树脂根据所需的性能指标，选择适合的基础树脂，如PP、聚乙烯(PE)等。

3.选择助剂根据所需的性能指标和基础树脂的特性，选择适当的助剂。

以PP为例，可选择增塑剂、防老化剂、抗静电剂等。

4.初步配方设计根据已选择的基础树脂和助剂，初步设计配方，并确定各组分的添加比例。

5.试验和评估制备试验样品，通过物理、化学等实验手段对其性能进行评估。

根据试验结果，调整配方中各组分的比例。

6.优化配方根据试验结果，在初步配方的基础上进行配方的优化，进一步调整组分比例，以达到所需的性能指标。

7.确定加工工艺参数根据所选配方和最终确定的性能指标，确定塑料制品的加工工艺参数，如温度、压力等。

四、具体配方设计方案在上述步骤的基础上，给出一个聚丙烯(PP)的塑料配方设计方案。

塑料制品的设计原则第⼀部份塑料制品的设计原则塑料制件主要是根据使⽤要求进⾏设计，在满⾜使⽤要求的前提下，塑件形状应尽可能地做到简化模具结构，符合成型⼯艺特点。

设计塑件时必须考虑以下⼏⽅⾯的因素。

（1）塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性弹性、吸⽔性以及对应的敏感性。

（2）塑料的成型⼯艺性，如流动性。

（3）塑件形状应有利于充模流动、排⽓、补缩。

（4）塑件在成型后收缩情况及各向收缩差异。

（5）模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。

（6）模具零件的形状及其制造⼯艺。

塑件设计的主要内容包括塑料的形状尺⼨、精度表⾯光洁度、壁厚、斜度、以及塑件的加强筋、⽀承⾯、孔、圆⾓、螺纹、嵌件等的设置。

⼀、塑件的尺⼨和精度受塑料流动性和壁厚的影响影响精度的因素：1、模具制造精度2、塑料收缩率的波动3、模具尺⼨的磨损4、⼯艺条件的变化5、脱模斜度制品公差留有修模余地孔类取（+）号、轴取（-）号中⼼距取（+、-）号⼆、表⾯光洁度制品光洁度⽐模具光洁度低⼀级，透明产品的阴阳模光洁度⼀致。

三、形状须有利于脱模，使模具结构简单。

四、脱模斜度，〆：0.5 1.5°硬脆性塑料脱模斜度⼤,收缩⼒⼤的塑件斜度⼤、壁厚的斜度⼤、有⽪纹，4°6°亚光，不同的⽪纹、1°6°（有纹样对照）若斜度不妨碍制品的使⽤，则可将斜度值取得⼤⼀些。

五、塑件壁厚及其均匀性塑料制件的壁厚对塑件的质量影响很⼤，壁厚过⼩时成型时流动阻⼒⼤，⼤型复杂制品就难以充满型腔。

（壁厚应尽可能⼀致）否则因冷却固化速度不同。

塑料壁厚的最⼤尺⼨应满⾜以下有⼏⽅⾯的要求：1、⾜够的强度和刚度。

2、脱模时能经受脱模机构的冲击与震动。

3、装配时能承受紧固⼒。

热塑性塑料：制品壁厚增加⼀倍，冷却时间将增加四倍，使⽣产效率⼤⼤降低。

另外也影响产品质量，如易产⽣充⽓泡，缩孔，翘曲等缺陷。

热塑性塑料易于成型薄壁制件，能达⾄0.25mm，但⼀般不宜⼩于0.6-0.9mm，常取2-4毫⽶。