颜志林
（身份证号码：36032119781117XXXX）
摘要：自从塑料材料产生被人们利用以来，用途范围越来越广泛，大凡人们使用的工具、器械和机电设备以以及日常用具，有的是部件的外壳，有的是工具设备的全部外壳，都是有塑料材料制成的，塑料壳件因匹配的工具设备形态、大小和用途不同，其造型设计上就产生了大小不一，有薄有厚，凸凹不平，形状多样；根据塑料壳件的具体使用标准，选用的塑料壳件的强度、韧度和耐腐蚀、抗震性能也不一样，所有这些因素和条件，在产品设计中，都要做充分的考虑进行选择，以优化制作工艺和壳件结构，更好的方便人们生产生活中的应用。本文结合智能马桶、小家电、笔记本电脑、常用工具的柄把等塑料外壳件为典型设计制作案例，认真分析塑件壁厚工艺、脱模斜度工艺、凹孔工艺、凸台工艺、卡扣工艺等方面技术需求，设计相应的技术工艺，优化塑料壳件的成型结构，使生产的壳件产品更加优质，方便应用，以促进人们生活质量的不断提高。
关键词：塑料薄壳件；结构优化；工艺设计
塑料壳件以其质量轻、隔湿防潮、强度和韧度兼顾的优点，在工业迅速发展过程中，塑料制品得以广泛的制造应用，常见有手机外壳、智能马桶外壳、家电产品外壳、螺丝刀和钳子的外壳、计算器外壳、玩具外壳等等，比如，广东唯瑞卡有限公司设计、生产的医疗设备器械塑料外壳、美容器械塑料外壳、激光光绘机设备塑料外壳等多种多样。从发展趋势来看，塑料外壳的体轻薄化已成为设计制作的发展主流，壳件的“轻、薄、精”和美观、使用寿命长等特点越来越为人们重视，逐渐形成设计方向和发展理念，塑料外壳越薄，越显得包装物体的精巧玲珑，当然好看，但是，拆装、放置过程中稍有不慎，就会折断、摔碎；根据这些矛盾，需要优化塑件的结构工艺，使塑料壳件柔性增强，减少脆性，满足产品的质量要求，因此，需要更广泛地对该技术工艺进行研究探讨。
1、塑料壳件规格需要不断工艺设计和结构优化
随着塑料外壳需求的多样性发展，不仅要注重产品的结石、耐用，还要考虑到美观与相应的技术要求。比如，厦门倍杰特科技有限公司生产的智能马桶外壳，就对产品的造型、尺寸、薄厚、外表等有具体的标准要求，造型要美观，外表要光滑，不能有坑坑洼洼或“麻子脸”，尺寸要适中，除此之外，内外侧孔需要对齐，卡扣严实，易于拆装；对塑料材料的要求也非常严格，就是不能含有导电物质。因此，满足产品的规格要求，就必须设计工艺，优化生产结构。
2、结构优化和工艺设计中壳件材料的选择
用于制作各种器械设备外壳的塑件原材料有很多种，比如，PVC、UPE、PTFE、PP、PS、ABS等等。针对制作生产的具体壳件使用标准，注重考虑材料的力学性能适应性、物理性能要求、流动性特性、收缩性变化大小和化学性能需要等等，合适的原材料能够保障产品的使用要求、加工要求、成本要求等。通常情况下，塑料外壳作为器械设备或工具的保护层，根据产品需求，需要有保护功能、散热功能、美观效果等不同的作用，因此，根据器械设备的要求，选择塑料外壳材料标准，使其符合强度要求、高稳定性要求、良好导热性要求等等，都是结构优化与工艺设计的内容。
3、结构优化和工艺设计内容
与所有制造业的生产活动一样，塑料壳件的结构优化和工艺设计内容，就是围绕产品的质量和成本标准，选择原料、成型工艺、模具结构、生产成本等，其中，塑料外壳的结构设计和生产工艺的优劣有直接的关系，也就是说，在满足使用质量标准的前提下，模具结构越简单，生产加工就越顺利，效率就高，产品质量就有保证，效益就好。
3.1塑料外壳壁厚结构优化和工艺设计
器械设备塑料外壳的壁厚，要根据使用要求、外观形象和成本条件进行确定，一是外形尺寸的大小要适中，太厚看起来笨拙，浪费材料，提高成本，塑料壳体内部容易存留气泡。外表容易产生凹痕和裂纹；太薄生产中成型过程流动阻力大，难以充满复杂的型腔，产品的刚度和强度不够，难以满足装配过程紧固能力的要求。二是满足缩短生产周期的需要。三是符合节约材料工艺要求。四是有利于降低成本。五是方便集成设计和装配。此外，制作工艺设计中，更要注意壁厚不均的现象，塑料壳件成型收缩不均，壁厚不合理得不到优化，就会影响产品的使用性能、美观程度，增加变形的可能性，不利于塑料壳件的拆装顺利，缩短产品的使用周期，因此，在设计过程中，应调整模具的空腔的均匀性，不断优化处理，满足生产标准即可。
3.2塑料外壳局部凹、凸和卡扣、孔眼的结构优化和工艺设计
人们日常生产、生活中看到应用的塑料外壳多种多样，有的整体平滑，结构简单，比如，水杯的塑料外壳；还有很多产品的塑料外壳不仅据不需要凹孔，还需要有凸台、槽沟以及侧眼儿，比如手机塑料外壳的结构就复杂，手机的摄像头、听筒需要外壳设有多处凹孔，固定部分需要有多处凸台，边沿固定部分需要很多卡扣。因此，设计塑料外壳的凹孔时，需要考虑手机的形状，确定孔眼儿的形状、大小尺寸、方位等；手机塑料外壳的凸台主要是用来固定手机主板用的，需要螺丝钉旋入，设计时需要考虑相应的强度标准和同类凸台的薄厚均匀。凸台的螺丝固定与边缘卡口的共同作用保持塑料外壳的安全使用。塑料外壳边缘的卡扣设计，是盖外壳与底外壳成对的，触角和凹孔一一对应，不能错位，不能扭曲，不能变形；这些条件跟材料有关，跟工艺有关，要求的条件非常严格。
3.3塑料外壳脱模斜度的结构优化和工艺设计
塑料外壳生产的结构优化和工艺设计中一个重要的环节就是脱膜斜度的技术处理，既要防止抽出模具型芯对产品的损伤，又要防范产品从模具型腔脱落时，擦伤产品；因此，设计时，应顺着脱模的方向，在产品的外表留有安全的足够斜度。一是参考行业技术操作规程参数标准；二是参考具体产品的实践生产经验；三立足自主创新，与时俱进的生产设备技术和产品使用的质量情况而进行结构优化和工艺设计。
3.4塑料外壳加强筋的结构优化和工艺设计
有的产品的塑料外壳体型较大，且要求的壳壁较薄，选用韧度较小的脆质材料，安装、拆卸中容易折裂；选用较为柔软的材料，又难以固定设备；比如，笔记本电脑；因此，在实际生产中，应用塑料材料加强筋技术，就很好的解决了这个问题，材料内加强筋使复杂的塑料薄壳产品，提高了品质的强度和韧度，既满足了较薄外观的美观需要，又确保了塑料外壳件的坚实、耐用，利于正常的安装、拆卸、按压、提拉等。进行塑料外壳加强筋的结构优化和工艺设计需要注意两点：一是设置加强筋位置选择取向必须合适；二是设置在塑料外壳的内表面；三是薄厚应小于塑料外壳壁的薄厚尺寸。四是凸台和凹槽进行加强筋设置注意相应的尺寸大小。
4、塑料外壳圆角的结构优化和工艺设计
工具、器械的塑料外壳部件，处于人们使用的安全、方便，产品形状的边角一般采用圆角设计，当然，明确要求必须采用尖角的情况例外，从生产工艺上来讲，塑料外壳形状圆角设计符合生产工艺的优化要求，产品尖角的应力集中，塑料充模过程的流动阻力大于圆形，而且产品使用时在应力集中的条件下，也容易开裂，整体形象也显得生硬、不随和，欠缺美观。因此，塑料外壳圆角的结构优化和工艺设计也很重要，需要引起注意。
5结语
复杂塑料薄壳件的结构优化与工艺设计，是提高生产效率和产品质量的重要源头环节，对于减少资源浪费，促进企业实现可持续发展，增强市场竞争力等方面，具有积极的作用，需要企业和相关机构加大探讨研究力度，使创新成果不断创造更大的价值。
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