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超聲波焊接工藝與手機外殼設計

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發表時間:2017-08-10 09:35網址:http://www.thisweekendsmovies.com/h-nd-292.html

  手機產品的結構設計是實現產品功能的關鍵,這不僅需要與產品外觀相協調,更要考慮后序的生產裝配、噴漆、噴繪、模具設計制造等各個方面。
手機產品的形體結構設計牽扯知識范圍十分廣泛,主要有:
    1. 材料選用 ; 2.內部結構;3. 表面處理 ; 4 加工手段 ;5. 包裝裝潢 ;
    這些因素的運用直接影響著手機產品的生命和外觀形象的變化??梢哉f設計者水平的高低決定了產品的生命力和產品的檔次高低,高檔次產品不一定是高造價,運用低造價設計出高檔次的產品是設計者高水平高素質的體現。
下面就前兩項進行詳細講解,后兩項以后再補充
1. 要評審造型設計是否合理可靠,包括制造方法,塑件的出模方向、出模斜度、抽芯、結構強度,電路安裝(和電子工程人員配合)等是否合理。
2. 根據造型要求確定制造工藝是否能實現。包括模具制造、產品裝配、外殼的噴涂、絲印、材質選擇、須采購的零件供應等。
3. 確定產品功能是否能實現,用戶使用是否最佳。
4. 進行具體的結構設計、確定每個零件的制造工藝。要注意塑件的結構強度、安裝定位、緊固方式、產品變型、元器件的安裝定位、安規要求,確定最佳裝配路線。
5. 結構設計要盡量減小模具設計和制造的難度,提高注塑生產的效率,最小限度的減低模具成本和生產成本。
6.確定整個產品的生產工藝、檢測手段,保證產品的可靠性。

電腦型超聲波焊接機

塑料件的設計指南
1. 工程塑料的性能簡介:
1.1有些固態物質具有分子排布有序,致密堆積的特性,如食用鹽,糖,石英,礦物質和金屬。其它表現為固態物質,并不形成有規則的晶體排列方式。它們只是冷卻成為無序的或隨機的分子團,稱為無定型聚合物。非晶體物質不是真正的固體,最普通的例子就是玻璃,它們只是過冷的,極端粘稠的液體。
塑料樹脂可以分為結晶型和無定型的。結晶型是相對的概念,由于聚合物的分子鏈大而復雜,所以不能夠向無機化合物那樣有完美的晶體排列次序。不同的聚合物有不同的結晶表現,如高密度的聚乙烯有點結晶性,尼龍的會更強一些,聚甲醛(POM)的更強。
1.2 結晶型與無定型塑料的區別
熔解/凝固
結晶型會有一個熔點,熔解是需要熔解熱,成型時會穩定性和硬度會迅速提高,所以結晶型塑料的成型周期比較短。
無定型物質的溫度隨著所加入的熱量而增加,而且越來越呈現為液態。成型的周期也比較長。
收縮
結晶型塑料的收縮率會比較大,無定型的比較小
結晶型塑料       收縮率
聚甲醛(POM)    2.0
尼龍66           1.5
聚丙烯           1.0~2.5
無定型塑料       收縮率
聚碳酸脂(PC)    0.6-0.8
ABS              0.4-0.7
PMMA             0.7
聚苯乙烯         0.4
由于收縮率小,無定型塑料有更好的尺寸穩定性,想我們通用的PC、ABS和PC+ABS的最小公差可以規定為+/_0.002%
1.3 塑料的其他性能
不同的塑料聚合物以及添加一些助劑之后塑料會有不同的性能。如添加玻纖(一般20%~40%)之后能夠顯著增加制成品的強度;GE的LEXAN PC和CYCOLOY   PC+ABS的HF是高流動級,對于手機這類薄殼設計的注塑加工的難度有顯著的改善;添加阻燃劑之后能夠達到UL94 5V/V0級阻燃要求。
1.4 塑料選擇
手機里面比較通用的塑料選擇是:
手機外殼:GE PC EXL1414,SAMSUNG PCHF-1023IM,GE ABS+PC CYCOLOY 1200HF,GE ABS+PC CYCOLOY 2950、2950HF,其中GE PC EXL1414價格較貴大概是GEABS+PC CYCOLOY 1200HF的兩倍,GE ABS+PCCYCOLOY 2950、2950HF是阻燃級別
電池殼:GE PC EXL1414,SAMSUNG PC HF-1023IM,GE 1200HF, GE CX7240(超薄電池底殼0.2mm)
電鍍件:奇美 PA-727,少數使用奇美PA-757、GE CYCOLAC EPBM
電池卡扣或者運動件:POM
2. 手機塑料件的平均肉厚為1.0mm~1.2mm。較大面(如主副屏貼LENS處可以做到0.5mm),局部可以做到0.35mm。
不同材料的最小肉厚不同,其中結晶性的塑料如鐵弗龍、POM、尼龍可以做的比較小,PMMA、ABS次之,PC由于流動性比較差需要的最小肉厚比較大。
3. 壁厚盡量均一,如果是不可避免的變化可以通過轉換區來避免肉厚的急劇變化:
4. 產品轉角處不要設計成銳角,尤其是非結晶性塑料如我們常用的ABS、PC對銳角造成的應力非常敏感,容易造成應力集中,影響制成品的強度。同時圓滑過渡的也可以降低模腔壓力,改善流動性。
4.1 由于銳角處刻痕會產生應力集中,下面是懸臂梁結構下r/t>0.6的情況下能夠有效降低應力集中因子:
4.2 同樣的所有的塑膠件的轉角處都需要加上R角,內R角大于0.5t,最好是0.6~0.75t:


5. Rib的設計:

   5.1 使用GE的CYCOLOYABS+PC時,Rib的厚度最好不大于殼子本體厚度的0.6倍。
   5.2 高度不要超過本體厚度的3~5倍。
   5.3 拔模角度為0.5~1.0度。
   5.4 在Rib的根部導Rib厚度的40%~60%的圓角。
   5.5 兩根Rib之間的間距最好在壁厚的3倍以上。
6. 卡勾的設計:
   6.1 卡勾的卡入尺寸一般在0.5mm~0.8mm。
6.2 鉤子從分模面下沉0.2mm,有利于模具制造。
6.3 鉤子和卡槽的咬合面留0.05mm的間隙,以便日后修模。
6.4 卡槽頂端于鉤子底部預留0.3mm的間隙,作為卡勾變形的回彈空間。
6.5 卡槽最好做成封閉式的(在壁厚保證不縮水的情況下),封閉面的肉厚0.3~0.5mm。
6.6 其余配合面留0.1~0.2mm的間隙。
6.7 鉤子的斜頂需留6~8mm的行程。
6.8 鉤子的尖端導0.1mm的圓角,以便拆卸。
6.9 卡勾配合面處可以自主導2度的拔模,作為拆卸角。
6.10   卡槽底部導R角增加強度,所以肉厚不一的地方導斜角做轉換區。
7. 模具鐵料的厚度需要大于0.5mm。
8. 母模面拔模角最好大于3度。每增加千分之一英寸的咬花深度需增加一度的拔模角。
9. Boss的設計
Boss的目的是用來連接螺釘、導銷等緊固件或者是做定位、熱熔柱,設計Boss的最重要原則就是避免沒有支撐物,盡量讓其與外壁或者肋相連增加強度。
9.1 一般Boss通用設計規則:
9.2 埋螺母的Boss設計:
螺母
   螺母有鉆石花和斜花紋兩種,鉆石花不適合熱熔但在超聲波工藝中表現良好;斜花紋埋植時有自我導向功能,扭拉力綜合性能良好。最好選滾花之間有溝槽的螺母,溝槽可以容納塑料,提高拉力。在我們使用的對尖角敏感的無定型塑料(PC、ABS)不要使用花紋太尖的螺母。
   螺母材質主要有三種:1.標準黃銅C3604;2.低鉛銅,符合歐盟ROHS環保標準;3.不銹鋼。一般情況下螺母不需要做表面處理,特殊的情況下可以電鍍。
Boss的設計
   螺母的Boss設計需要注意兩點:
(一) Boss內徑與螺母外徑之間的關系,M1.2~M1.7的螺母,Boss內徑=螺母外徑+0.2~0.3mm;M2.0~M3.0的螺母,Boss內徑=螺母外徑+0.5~0.6mm。
(二) Boss孔深度的設計需要考慮溢膠空間,一般情況下為0.5~1.5mm。通常螺母長度小于2.5mm需要0.5mm~1.0mm,2.5mm~4.0mm的需要1.0mm~1.5mm。
螺母的埋入方式
螺母有三種埋入方式:模內成型、熱熔埋植和超聲波埋植,它們各有優缺點。
注意要點 1.模具頂針公差和螺母公差需要嚴格控制,參照舊版ISO螺紋孔規標準;
2.注意進膠點的設計,不能靠近螺母位置,以免料流沖擊造成螺母位移埋植溫度應低于塑料熔點10~20度
理想埋植溫度為T+/_2度
超聲波瞬間釋放能量,對螺母沖擊大,容易破壞螺母特別是螺紋結構
M1.6以下的螺母不適合
超聲波埋植
   其他主要要點
一把螺母都有導向端,塑料孔不用特別設計斜角
設計塑料孔徑時孔徑尺寸大于螺母導向端直徑0.03mm以上
熱固性塑料不時候熱熔和超聲波埋植,可以選擇精密而尖銳的滾花螺母直接壓入
塑料孔位置盡量避開結合線處,避免因為應力存在埋植螺母時導致塑料孔破裂
螺母埋植后的端面高度高于塑料孔端面0.05mm
10. 孔的設計
10.1 全穿孔和半穿孔
全穿孔比半穿孔容易加工,因為全穿孔的穿孔銷兩端都有支撐,而半穿孔只有一端獲得支撐,易于熔融的料流進入模穴造成尺寸偏差,所以半穿孔的深度最好不要超過半穿孔直徑的兩倍,如果要加深深度可以做成層次孔。
半穿孔底部的壁厚至少須為其孔徑的1/6,否則成型后此處薄壁會膨脹變形。
10.2 多孔結構孔間距離
多孔結構中,孔與孔間,孔與側壁間的距離須大于孔徑,孔與邊緣距離須大于兩倍孔徑。


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