一、塑料件的設計

工程塑料制品大部分是用注射成型方法加工而成的，制件的設計必須在滿足使用要求和符合塑料本身的特性前提下，盡可能簡化結構和模具、節省材料、便于成型。

1．制品的形狀

在保證使用要求前提下，力求簡單、便于脫模，盡量避免或減少抽芯機構，如采用圖1-15中合理的設計結構，不僅可大大簡化模具結構，便于成型，且能提高生產效率。

2．中空部分的處理

熱塑性的中空注塑制品并不像金屬般的那么難制造。然而，此舉會增加模具的制造成本及灌入空氣于中空部分的加工成本。所以，可能的話，最好減少或消除中空的產品。

如果產品的設計可選擇包含中空或不平衡的異形時，這時最好選擇中空如圖1-16所示，當然含中空的異形制品，其尺寸公差比不含中空的大。圖（a）中壁厚不均勻，尺寸公差不好控制，凹痕嚴重；圖（b）較好，壁厚較均勻；圖（c）為最佳設計。

3．邊角與支撐設計

陡峭的邊角塑料制品，極不易被注塑出且容易成為應力集中點而遭破壞。所以設計內外邊角半徑時，最好其值為壁厚的一半以上，并且內外邊角半徑同圓心以防止冷卻時造成應力。如圖1-17所示，圖（a）中邊角太陡峭，且內外半徑非同心圓；圖（b）較好，無陡峭的邊角。

制品內部有大的無支撐區，注塑時須要較大的注塑力，在模具入口處必須設計為流線形，因此增加了加工困難性及成本。所以最好能修改原設計以增加強度。如圖1-18所示，圖（a）設計有較大的無支撐區；圖（b）為改進后的設計，有足夠的強度。

4．產品的壁厚

雖然本質上任何異形件均可能由熱塑性塑料制得，但仍有許多影響極大的設計因子需要考慮。首要是異形件的壁厚。具有均勻厚度的異形品最易制造，若是壁厚不均勻會造成塑料流動不平均，使得各部分的冷卻速率不同，如此較厚部分易產生翹曲。如果不均勻的壁厚真的無法避免，最好于厚斷面部分給予額外的冷卻。當然這樣一來，加工工具變得復雜，生產成本也增加了。

另外，非均勻壁厚的產品，其尺寸公差應為均勻肉厚產品的一倍。另一個常見的問題是凹痕常發生在厚肉斷面對面的平坦表面上，這時最好將產品重新設計。如圖1-19所示，圖（a）極易產生凹痕，圖（b）則將其凹槽化，以消除壁厚過大部分。

塑料零件的壁厚取決于塑件的使用要求，太薄會造成制品的強度和剛度不足，受力后容易產生翹曲變形，成型時流動阻力大，大型復雜的零件就難以充滿型腔。反之，壁厚過大，不但浪費材料，而且加長成型周期，降低生產率，還容易產生氣泡、縮孔、翹曲等疵病。因此制件設計時確定零件壁厚應注意以下幾點。

◆ 在滿足使用要求的前提下，盡量減小壁厚。

◆ 零件的各部位壁厚盡量均勻，以減小內應力和變形。不均勻的壁厚會造成嚴重的翹曲及尺寸控制的問題。

◆ 承受緊固力部位必須保證壓縮強度，避免過厚部位產生縮孔和凹陷。

◆ 成型頂出時能承受沖擊力的沖擊。

一些常用塑料的推薦壁厚見表1-1。

5．產品的脫模斜度

為了在模具開模時能夠使制件順利的取出，而避免其損壞，制件設計時應考慮增加脫模斜度。脫模角度一般取整數，如0.5、1、1.5、2…等。通常，制件的外觀脫模角度比較大，這便于成型后脫模，在不影響其性能的情況下，一般應取較大脫模角度，如5°～10°，如圖1-20所示。

6．BOSS柱（支柱）設計

支柱為突出膠料壁厚，用以裝配產品、隔開對象及支撐承托其他零件。空心的支柱可以用來嵌入鑲件、收緊螺釘等。這些應用均要有足夠強度支持壓力而不致于破裂。

為免在扭上螺釘時出現打滑的情況，支柱的出模角一般會以支柱頂部的平面為中性面，而且角度一般為0.5o～1.0o。如支柱的高度超過15.0mm時，為加強支柱的強度，可在支柱連上些加強筋，作結構加強之用。如支柱需要穿過PCB時，同樣在支柱連上些加強筋，而且在加強筋的頂部設計成平臺形式，此可做承托PCB之用，而平臺的平面與絲筒項的平面必須要有2.0～3.0mm，如圖1-21所示。

為了防止制件的BOSS部位出現縮水，應做防縮水結構，即“火山口”， 如圖1-22所示。

7．設計加強筋

為滿足制件的使用所需的強度和剛度單用增加壁厚的辦法，往往是不合理的，不僅大幅增加了制件的重量，而且易產生縮孔、凹痕等疵病，在制件設計時應考慮設置加強筋，這樣能滿意地解決這些問題，它能提高制件的強度、防止和避免塑料的變形和翹曲。設置加強筋的方向應與料流方向盡量保持一致，以防止充模時料流受到攪亂，降低制件的韌性或影響制件外觀質量。

加強筋一般被放在塑料產品的非接觸面，其伸展方向應跟隨產品最大應力和最大偏移量的方向，選擇加強筋的位置亦受制于一些生產上的考慮，如模腔充填、縮水及脫模等。加強筋的長度可與產品的長度一致，兩端相接產品的外壁，或只占據產品部分的長度，用以局部增加產品某部分的剛性。

要是加強筋沒有接上產品外壁的話，未端部分亦不應突然終止，應該漸次地將高度減低，直至完結，從而減少出現困氣、填充不滿及燒焦痕等問題，這些問題經常發生在排氣不足或封閉的位置上。而且因為縮水的問題，筋骨的厚度不能大過平均壁厚的厚度。

加強筋高度通常塑件為壁厚的3倍左右，并有2~5度的脫模斜度，與塑件壁的連接處應用圓弧連接。防止應力集中，加強筋的厚度應為塑件平均壁厚0.5~0.7，如果太大，容易產生癟凹。如果要設置多個加強筋，則分布應錯開，防止破裂。如圖1-23所示為推薦的加強筋截面尺寸。