注塑件對玩具結構設計的基本要求

塑膠件的加工方式主要是注塑成型加工，注塑成型是塑膠材料成型加工中最普遍採用的方法，適合於全部熱塑性材料。注塑成型過程是藉助螺桿(或柱塞)的推動，將已加熱塑化好的塑膠料熔融體射入閉合的模腔中，經冷卻、固化、定型後開模便得到注塑件製品。注射成型是一個循環的過程。每個循環包括：定量加料─ 熔融塑化─ 施壓注射— 充模冷卻— 啟模取件。

　　注塑成型影響最主要的4個因素為:

　　· 溫度

　　· 壓力

　　· 流動速率

　　· 冷卻速率

　　4個因素又彼此相互影響。在註塑成型過程中由於流速的不均衡，冷卻收縮的不均衡都會產生一定的內應力。

　　塑膠件的結構設計除了要滿足使用要求外，還要考慮材料的選用，又必須考慮成型工藝性。塑膠件的成型工藝性與模具設計有直接的關係，而只有塑膠件的結構設計能適合成型工藝的要求，才能設計出合理的模具結構，加工出合格的塑膠件。玩具對結構要求比較苛刻，在正常玩用期間以及濫用(跌機、扭力/拉力、壓力)和可靠性壽命測試後均不能有尖點、利邊、外殼爆裂、零部件脫落及功能喪失等現象。玩具的外觀也要求精美，不少玩具經銷商對玩具的外觀要求很嚴格，因外觀退貨的現像也屢見不鮮。由於注塑成型受多個因素的影響，若控制不當，易出現缺陷，由於玩具安全標準高，而且玩俱生產企業的利潤空間有限，因而對玩具的結構設計提出了更高的要求。

　　一.壁厚要求

　　1.玩具注塑件的壁厚不能過薄，否則即滿足不了承受衝擊、壓力的強度要求，也不能適合注塑工藝的要求。若壁厚過薄將導致膠料不能充分流入模腔中，會出現黑褐斑點(燒焦)、黑褐條紋、填充不足(走料不齊)。

　　2.玩具的注塑件也不能過厚，過厚會影響注塑件的收縮，出現收縮痕(俗稱縮水)。其次，模具冷卻時間與壁厚成正比。

　　而冷卻時間佔注塑成型整個週期的75%，由此可見，過大的壁厚將降低生產效率，增加生產成本。另外，膠件過厚也會增加膠料用量，提升成本。玩具塑膠件的壁厚一般控制在1.5～3mm。

　　3.玩具的壁厚要均勻，否則由於收縮的不均勻，將造成注塑件變形、收縮痕、 披鋒。其中披鋒產生的因素較多，注塑壓力過大，生產運行中間歇性停頓，不適當的排氣使膠料離開模腔區等都會產生披鋒。披鋒出現後需要增加人員手工清除，這無疑增加了加工成本。4.為保持料厚均勻, 很多膠件採用挖空膠料, 用骨位代替的結構形式。如較大件的尼龍/賽鋼齒輪，接合部位的鉸位，受力的轉角位等。

　　二.模具的出模角度1.塑膠件的出模角度直接影響著塑膠件從模腔中取出的難易程度。出模角度與膠料性能、收縮率的大小、塑膠件的結構形式有關。出模角度過小會造成塑膠件粘模、塑膠件變形、裂紋、拖痕。

　　2.玩具多數的外觀色彩需靠噴油/移印完成(注塑出的製品只是一種顏色)，噴油時需要用噴油模罩住非噴油的地方，為了便於噴油模的裝取方便，需要噴油的注塑件的出模角度應選用較大數值。噴油分界位要充分利用骨位，也要合理設置裝飾溝槽，防止飛油現象。

　　三.加強筋

　　1.加強筋(塑膠骨位)是玩具結構設計中最常用的，加強筋有兩大作用： 一是增加註塑件的強度和剛度。例如為防止螺絲柱跌落時斷裂，要在螺絲柱的根部加上加強筋(俗稱火箭腳);又如電池門剛度不夠時，在跌落時電池門會變形造成扣位脫出、電池脫落，此時要在電池門內部加上加強筋增加剛度防止變形;還有，面殼邊緣位置在跌落時易出現破裂，這時要在外殼邊緣加上加強筋增加強度。

　　二是加強筋可改變料流的方向，使其流動更加均衡，提高膠料分子的結合能力並使應力分佈均勻，增加註塑件的強度。

　　加強筋可以選用的形式有很多種，有直骨，u形骨，半圓(圓)骨等。

　　四.圓角

　　1.所謂圓角是指塑膠件的各面或內部連接處用圓弧過渡。圓角是注塑件設計過程中必須考慮的因素，圓角可避免應力集中，增加註塑件的強度，改善注塑件的流動情況以及便於脫模。2.若用直角過度或圓角很小，在註塑時極易出現收縮痕(俗稱縮水)、塑件粘模、裂紋、熔接線、拖花痕等，在跌機、扭力/拉力測試時易出現膠件斷裂現象，“ 增大(或加)圓角”是缺陷改進的常用詞。

　　3.注塑件各連接處的圓角半徑應不小於0.5～1mm。

　　隨著科學技術及生產技術的進步，很多新型塑膠材料出現。但考慮成本等因素，玩具外殼還是以ABS /hips等傳統塑膠材料為主;pp由於噴油處理較困難，常作玩具內部件及電器件殼體;pc常用於高性能的透明結構件上; pomma常用於透光零件;pom、pa-66常用於齒輪類的零件。

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