手機(jī)工業(yè)外殼設(shè)計(jì):從設(shè)計(jì)到成型---全工藝流程
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手機(jī)外殼注塑成型技術(shù)方法

隨著通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)普遍應(yīng)用。手機(jī)技術(shù)正朝著兩個(gè)方向發(fā)展：一是功能多樣化；二是外觀精美輕便。因此，在手機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中手機(jī)外殼突顯出其特別重要的地位。一套手機(jī)外殼的制作涵蓋了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具開(kāi)發(fā)、注塑生產(chǎn)、噴涂印刷等過(guò)程，每一環(huán)節(jié)都將影響最終外觀。

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結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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手機(jī)外殼通常由四大件：面殼（上前）、面支（上后）、背支（下前）、背殼（下后）和一些小件，如電池蓋、按鍵、視窗、卡扣、防劃條等組成。這些組件在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要充分考慮到互配性，以及與電路板和電池等部件的裝配。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮很多相關(guān)問(wèn)題，如材料選用、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表面處理、加工手段、包裝裝潢等，具體有以下幾點(diǎn)：

a. 要評(píng)審造型設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度，電路安裝（和電子工程人員配合）等是否合理。

b. 根據(jù)造型要求確定制造工藝是否能實(shí)現(xiàn)，包括模具制造、產(chǎn)品裝配、外殼的噴涂、絲印、材質(zhì)選擇、須采購(gòu)的零件供應(yīng)等。

c. 確定產(chǎn)品功能是否能實(shí)現(xiàn)，用戶使用是否最佳。

d. 進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、確定每個(gè)零件的制造工藝。要注意塑件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、安裝定位、緊固方式、產(chǎn)品變型、元器件的安裝定位、安規(guī)要求，確定最佳裝配路線。

e. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要盡量減小模具設(shè)計(jì)和制造的難度，提高注塑生產(chǎn)的效率，降低模具成本和生產(chǎn)成本。

f.確定整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、檢測(cè)手段，保證產(chǎn)品的可靠性。

模具設(shè)計(jì)

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模具設(shè)計(jì)必須充分考慮產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、裝配，同時(shí)還需要考慮生產(chǎn)中產(chǎn)品的脫模以及水路排布、澆口分布等，以下簡(jiǎn)單介紹產(chǎn)品筋條及卡鉤、螺母孔等位置的設(shè)計(jì)注意點(diǎn)。

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筋條（Rib）的設(shè)計(jì)

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?使用PC或者 ABS+PC時(shí)，Rib的厚度最好不大于殼子本體厚度的0.6倍。

?高度不要超過(guò)本體厚度的3-5倍。

?拔模角度為0.5-1.0度。
?在Rib的根部導(dǎo)Rib厚度的40%-60%的圓角。
?兩根Rib之間的間距最好在壁厚的3倍以上。 卡勾的設(shè)計(jì)
?卡勾的卡入尺寸一般在0.5mm-0.8mm。
?鉤子從分模面下沉0.2mm，有利于模具制造。
?鉤子和卡槽的咬合面留0.05mm的間隙，以便日后修模。
?卡槽頂端于鉤子底部預(yù)留0.3mm的間隙，作為卡勾變形的回彈空間。
?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。

?其余配合面留0.1-0.2mm的間隙。

?鉤子的斜頂需留6-8mm的行程。
?鉤子的尖端導(dǎo)0.1mm的圓角，以便拆卸。
?卡勾配合面處可以自主導(dǎo)2度的拔模，作為拆卸角。
?卡槽底部導(dǎo)R角增加強(qiáng)度，所以肉厚不一的地方導(dǎo)斜角做轉(zhuǎn)換區(qū)。

螺母孔（Boss）的設(shè)計(jì)

?Boss的目的是用來(lái)連接螺釘、導(dǎo)銷等緊固件或者是做熱壓時(shí)螺母的定位、熱熔柱，設(shè)計(jì)Boss的最重要原則就是避免沒(méi)有支撐物，盡量讓其與外壁或者肋相連增加強(qiáng)度。 此外，模具鐵料的厚度需要大于0.5mm；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。

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注塑工藝

手機(jī)外殼通常采用PC（聚碳酸酯）或者PC+ABS材料成型，由于PC的流動(dòng)性比較差（物性如下表所示），所以工藝上通常采用高模溫、高料溫填充；采用的澆口通常為點(diǎn)澆口，填充時(shí)需采用分級(jí)注塑，找好過(guò)澆口位置以及V-P（注射–保壓）切換位置，對(duì)于解決澆口氣痕以及欠注飛邊等異常會(huì)有很大的幫助。

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以下為手機(jī)產(chǎn)品的成型條件要點(diǎn)，介紹熔體溫度、模具溫度、注塑速度、背壓等成型參數(shù)的設(shè)定注意點(diǎn)。

熔融溫度與模溫

最佳的成型溫度設(shè)定與很多因素有關(guān)，如注塑機(jī)大小、螺桿組態(tài)、模具及成型品的設(shè)計(jì)和成型周期時(shí)間等。一般而言，為了讓塑料漸漸地熔融，在料管后段/進(jìn)料區(qū)設(shè)定較低的溫度，而在料管前段設(shè)定較高的溫度。但若螺桿設(shè)計(jì)不當(dāng)或L/D值過(guò)小，逆向式的溫度設(shè)定亦可。 模溫方面，高溫?？商峁┹^佳的表面外觀，殘留應(yīng)力也會(huì)較小，且對(duì)較薄或較長(zhǎng)的成型品也較易填滿。而低模溫則能縮短成型周期。

螺桿回轉(zhuǎn)速度

建議40至70rpm，但需視乎機(jī)臺(tái)與螺桿設(shè)計(jì)而調(diào)整。 為了盡速填滿模具，注塑壓力愈大愈好，一般約為850至1,400kg/cm2，而最高可達(dá)2,400kg/cm2。 背壓 一般設(shè)定愈低愈好，但為求進(jìn)料均勻，建議使用3至14 kg/cm2。

注塑速度

射速與澆口設(shè)計(jì)有很大關(guān)系，使用直接澆口或邊緣澆口時(shí)，為防止日暉現(xiàn)象和波流痕現(xiàn)象，應(yīng)用較慢之射速。另外，如成品厚度在5MM以上，慢速射出有助于避免氣泡或凹陷。一般而言，射速原則為薄者快，厚者慢。 從注塑切換為保壓時(shí)，保壓壓力要盡量低，以免成型品發(fā)生殘留應(yīng)力。而殘留應(yīng)力可用退火方式來(lái)去除或減輕；條件是120℃至130℃約三十分鐘至一小時(shí)。

常見(jiàn)缺陷排除

a.氣痕：降低熔體過(guò)澆口的流動(dòng)速率、提高模具溫度。
b.欠注：提高注塑壓力，速度、提高料溫，模溫、提高進(jìn)膠量。
c.飛邊：降低塑料填充壓力、控制好V-P切換點(diǎn)防止過(guò)填充、提高鎖模力、檢查模具配合狀況。
d.變形：控制模具溫度防止模溫差異產(chǎn)生收縮不均變形、通過(guò)保壓調(diào)整。
e.熔接痕：提高模溫料溫、控制各段走膠流量防止困氣、提高流動(dòng)前沿溫度、增加排氣。

二次加工

手機(jī)外殼的后加工通常有：噴涂、套色噴涂、印刷、夾心印刷、電鍍、真空蒸鍍、熱壓螺母、退火、超聲焊接等。通過(guò)噴涂、電鍍等后加工方法可以提高塑料的外觀效果，同時(shí)可以提高塑料表面的耐摩性能；熱壓超聲焊等后處理方法則可以增加一些嵌件便于組裝；退火處理可以消除制品的內(nèi)應(yīng)力，提高產(chǎn)品的性能。 手機(jī)外殼從設(shè)計(jì)、開(kāi)模、調(diào)試、生產(chǎn)、后處理整個(gè)流程都是環(huán)環(huán)相扣的，只有綜合以下因素：合理的結(jié)構(gòu)及外觀設(shè)計(jì)、精確的模具、合理的工藝調(diào)試、穩(wěn)定的生產(chǎn)和精湛的后處理才能生產(chǎn)出一套精美耐用的手機(jī)
來(lái)源：UTPE論壇

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