플라스틱 부품을 설계하는 방법

아래에서는 세 가지 측면에서 플라스틱 부품을 설계하는 방법에 대해 자세히 설명합니다.

* 알아야 할 플라스틱 부품 디자인을위한 10 가지 팁

 

1. 제품의 외관 디자인과 크기를 결정하십시오.

이것은 전체 디자인 프로세스의 첫 번째 단계입니다. 시장 조사 및 고객 요구 사항에 따라 제품의 모양과 기능을 결정하고 제품 개발 작업을 공식화합니다.

개발 작업에 따라 개발팀은 제품에 대한 기술 및 기술 타당성 분석을 수행하고 제품의 3D 외관 모델을 구축합니다. 그런 다음 기능 구현 및 제품 조립에 따라 가능한 부품을 계획합니다.

 

2. 제품 도면에서 개별 부품을 분리하고 플라스틱 부품은 플라스틱 수지 유형을 선택하십시오.

이 단계는 이전 단계에서 얻은 3D 모델에서 부품을 분리하여 개별적으로 디자인하는 것입니다. 부품의 기능적 요구 사항에 따라 적합한 플라스틱 원료 또는 하드웨어 재료를 선택하십시오. 예를 들어, ABS는 일반적으로

쉘, ABS / BC 또는 PC는 특정 기계적 특성, 전등갓, 램프 포스트 PMMA 또는 PC와 같은 투명한 부품, 기어 또는 마모 부품 POM 또는 나일론을 가져야합니다.

부품의 재질을 선택한 후 디테일 디자인을 시작할 수 있습니다.

 

3. 구배 각도 정의

구배 각도를 사용하면 금형에서 플라스틱을 제거 할 수 있습니다. 구배 각도가 없으면 부품은 제거 중 마찰로 인해 상당한 저항을 제공합니다. 구배 각도는 부품의 내부와 외부에 있어야합니다. 부품이 깊을수록 구배 각도가 커집니다. 간단한 경험 법칙은 인치당 1 도의 구배 각도를 갖는 것입니다. 구배 각도가 충분하지 않으면 부품 측면을 따라 긁히거나 큰 이젝터 핀 표시가 발생할 수 있습니다 (자세한 내용은 나중에 설명).

외부 표면의 구배 각도 : 부품이 깊을수록 구배 각도가 커집니다. 간단한 경험 법칙은 인치당 1 도의 구배 각도를 갖는 것입니다. 구배 각도가 충분하지 않으면 부품 측면을 따라 긁히거나 큰 이젝터 핀 표시가 발생할 수 있습니다 (자세한 내용은 나중에 설명).

일반적으로 표면이 잘 보이도록 부품 표면에 질감을 만듭니다. 질감이있는 벽은 거칠고 마찰이 크고 캐비티에서 제거하기가 쉽지 않으므로 더 큰 드로잉 각도가 필요합니다. 거친 질감은 더 큰 제도 각도가 필요하다는 것입니다.

 

4. 벽 두께 / 균일 한 두께 정의

다음과 같은 이유로 사출 성형에서는 솔리드 형상 성형이 바람직하지 않습니다.

1) 냉각 시간은 벽 두께의 제곱에 비례합니다. 고체를위한 긴 냉각 시간은 대량 생산의 경제를 무너 뜨릴 것입니다. (열 전도체 불량)

2) 두꺼운 부분은 얇은 부분보다 더 많이 수축되어 수축이 달라서 뒤틀림이나 싱크 마크 등이 발생합니다 (플라스틱의 수축 특성 및 pvT 특성).

따라서 플라스틱 부품 설계에 대한 기본 규칙이 있습니다. 가능한 한 벽 두께는 부품 전체에서 균일하거나 일정해야합니다. 이 벽 두께를 공칭 벽 두께라고합니다.

부품에 단단한 부분이 있으면 코어를 삽입하여 속이 비어 있어야합니다. 이렇게하면 코어 주변의 균일 한 벽 두께가 보장됩니다.

3) 벽 두께를 결정할 때 고려해야 할 사항은 무엇입니까?

작업하기에 충분히 두껍고 뻣뻣해야합니다. 벽 두께는 0.5 ~ 5mm가 될 수 있습니다.

또한 더 빨리 냉각 할 수있을만큼 얇아 야 부품 중량이 줄어들고 생산성이 높아집니다.

벽 두께의 변화는 가능한 한 최소화해야합니다.

벽 두께가 다양한 플라스틱 부품은 냉각 속도와 수축이 달라집니다. 그러한 경우에 밀접한 관용을 달성하는 것은 매우 어렵고 여러 번 불가능합니다. 벽 두께 변화가 필수적인 경우 둘 사이의 전환은 점진적이어야합니다.

 

5. 부품 간 연결 설계

일반적으로 우리는 두 개의 껍질을 함께 연결해야합니다. 내부 구성 요소 (PCB 어셈블리 또는 메커니즘)를 배치하기 위해 그들 사이에 밀폐 된 공간을 형성합니다.

일반적인 연결 유형 :

1). 스냅 후크 :

스냅 후크 연결은 일반적으로 중소형 제품에 사용됩니다. 스냅 훅은 일반적으로 부품의 가장자리에 설정되며 제품 크기를 작게 만들 수 있다는 것이 특징입니다. 조립시 스크루 드라이버, 초음파 용접 다이 등의 도구를 사용하지 않고 직접 닫습니다. 단점은 스냅 후크로 인해 금형이 더 복잡해질 수 있다는 것입니다. 스냅 후크 연결을 실현하고 금형 비용을 높이려면 슬라이더 메커니즘과 리프터 메커니즘이 필요합니다.

2). 나사 조인트 :

스크류 조인트는 견고하고 신뢰할 수 있습니다. 특히 나사 + 너트 고정은 신뢰성이 높고 내구성이 뛰어나 균열없이 여러 번 분해 할 수 있습니다. 스크류 연결은 잠금 력이 크고 여러 번 분해되는 제품에 적합합니다. 단점은 스크류 컬럼이 더 많은 공간을 차지한다는 것입니다.

삼). 마운팅 보스 :

마운팅 보스 연결은 보스와 구멍 사이의 긴밀한 조정으로 두 부분을 고정하는 것입니다. 이 연결 방법은 제품을 분해 할 수있을만큼 강하지 않습니다. 단점은 분해 시간이 길수록 잠금 강도가 감소한다는 것입니다.

4). 초음파 용접 :

초음파 용접은 두 부품을 초음파 몰드에 넣고 초음파 용접기의 작용으로 접촉면을 융합하는 것입니다. 제품 크기가 더 작을 수 있으며 사출 금형이 비교적 간단하며 연결이 견고합니다. 단점은 초음파 금형 및 초음파 용접기의 사용이며 제품 크기가 너무 클 수 없습니다. 해체 후 초음파 부품은 다시 사용할 수 없습니다.

 

6. 언더컷

언더컷은 금형의 절반을 제거하는 데 방해가되는 항목입니다. 언더컷은 디자인의 거의 모든 곳에 나타날 수 있습니다. 이것들은 부품에 구배 각도가 부족한 것보다 나쁘지는 않지만 받아 들일 수 없습니다. 그러나 일부 언더컷은 필요하거나 피할 수 없습니다. 이러한 경우에는

언더컷은 금형에서 부품을 슬라이딩 / 이동하여 생성됩니다.

언더컷을 만드는 것은 금형을 생산할 때 더 많은 비용이 들기 때문에 최소한으로 유지해야합니다.

 

7. Support Ribs / Gussets

플라스틱 부품의 리브는 부품의 강성 (하중과 부품 처짐 사이의 관계)을 개선하고 강성을 증가시킵니다. 또한 리브 방향으로 용융 흐름을 촉진하여 성형 성을 향상시킵니다.

리브는 부품의 모양이없는 표면에서 최대 응력 및 처짐 방향을 따라 배치됩니다. 금형 충진, 수축 및 배출도 리브 배치 결정에 영향을 미칩니다.

수직 벽과 결합하지 않는 리브는 갑자기 끝나지 않아야합니다. 공칭 벽으로의 점진적인 전환은 응력 집중 위험을 줄여야합니다.

리브-치수

갈비뼈의 크기는 다음과 같아야합니다.

리브 두께는 싱크 마크를 방지하기 위해 공칭 벽 두께의 0.5 ~ 0.6 배 사이 여야합니다.

리브 높이는 공칭 벽 두께의 2.5 ~ 3 배 여야합니다.

리브는 배출을 용이하게하기 위해 0.5 ~ 1.5 도의 구배 각도를 가져야합니다.

리브베이스의 반경은 공칭 벽 두께의 0.25 ~ 0.4 배 여야합니다.

두 리브 사이의 거리는 공칭 벽 두께의 2 ~ 3 배 (또는 그 이상) 여야합니다.

 

8. 방사선 가장자리

두 표면이 만나면 모서리가 형성됩니다. 모서리에서 벽 두께는 공칭 벽 두께의 1.4 배로 증가합니다. 그 결과 수축과 성형 응력이 다르며 냉각 시간이 길어집니다. 따라서 날카로운 모서리에서 서비스 실패 위험이 증가합니다.

이 문제를 해결하려면 모서리를 반경으로 매끄럽게 만들어야합니다. 반경은 내부뿐만 아니라 외부 적으로도 제공되어야합니다. 균열을 촉진하므로 내부에 날카로운 모서리가 없어야합니다. 반경은 일정한 벽 두께 규칙을 확인하는 것이어야합니다. 모서리에서 벽 두께의 0.6 ~ 0.75 배 반경을 갖는 것이 바람직하다. 균열을 촉진하므로 내부에 날카로운 모서리가 없어야합니다.

 

9. 나사 보스 디자인

우리는 항상 나사를 사용하여 두 개의 절반 케이스를 함께 고정하거나 PCBA 또는 기타 구성 요소를 플라스틱 부품에 고정합니다. 따라서 나사 보스는 부품을 나사로 조이고 고정하는 구조입니다.

나사 보스는 원통형입니다. 보스는베이스에서 모부와 연결되거나 측면에서 연결될 수 있습니다. 측면을 연결하면 플라스틱 부분이 두꺼워 질 수 있으며, 이는 싱크 마크를 유발하고 냉각 시간을 증가시킬 수 있으므로 바람직하지 않습니다. 이 문제는 스케치에 표시된대로 리브를 통해 측벽에 보스를 연결하여 해결할 수 있습니다. 버트리스 리브를 제공하여 보스를 단단하게 만들 수 있습니다.

나사는 다른 부분을 고정하기 위해 보스에 사용됩니다. 나사산 형성 유형과 트레드 절단 유형 나사가 있습니다. 나사산 성형 나사는 열가소성 수지에 사용되며 나사 절삭 나사는 비탄성 열경화성 플라스틱 부품에 사용됩니다.

나사산 성형 나사는 콜드 플로우에 의해 보스의 내부 벽에 암나사를 생성합니다. 플라스틱은 절단되지 않고 국부적으로 변형됩니다.

나사 보스는 나사 삽입 력과 사용중인 나사에 가해지는 하중을 견딜 수있는 적절한 치수 여야합니다.

나사에 대한 보어의 크기는 나사산 벗겨짐 및 나사 풀림에 대한 저항에 매우 중요합니다.

보스 외경은 나사산 형성으로 인한 후프 응력을 견딜 수있을만큼 충분히 커야합니다.

보어는 짧은 길이의 입구 홈에서 약간 더 큰 직경을 갖습니다. 이것은 운전하기 전에 나사를 찾는 데 도움이됩니다. 또한 보스의 열린 끝에서 응력을 감소시킵니다.

폴리머 제조업체는 재료의 보스 치수를 결정하기위한 지침을 제공합니다. 나사 제조업체는 또한 나사의 올바른 보어 크기에 대한 지침을 제공합니다.

보스의 나사 구멍 주위에 강한 용접 이음이 있도록주의해야합니다.

공격적인 환경에서 실패 할 수 있으므로 보스의 성형 스트레스를 피하기 위해주의를 기울여야합니다.

보스의 보어는 나사 깊이보다 깊어 야합니다.

 

10. 표면 장식

때로는 멋진 외관을 얻기 위해 종종 플라스틱 케이스의 표면을 특수 처리합니다.

같은 : 질감, 높은 광택, 스프레이 페인팅, 레이저 조각, 핫 스탬핑, 전기 도금 등. 후속 처리가 이루어지지 않거나 제품 조립에 영향을 미치는 크기 변경을 피하기 위해 사전에 제품 설계를 고려할 필요가 있습니다.