手機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2007-12-18 20:05:20點擊率：

    手機產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的關(guān)鍵，這不僅需要與產(chǎn)品外觀相協(xié)調(diào)，更要考慮后序的生產(chǎn)裝配、噴漆、噴繪、模具設(shè)計制造等各個方面。
    手機產(chǎn)品的形體結(jié)構(gòu)設(shè)計牽扯知識范圍十分廣泛，主要有：
    1.材料選用; 2.表面處理; 3.加工手段; 4.包裝裝潢;這些因素的運用直接影響著手機產(chǎn)品的生命和外觀形象的變化?？梢哉f設(shè)計者水平的高低決定了產(chǎn)品的生命力和產(chǎn)品的檔次高低，次產(chǎn)品不一定是高造價，運用低造價設(shè)計出次的產(chǎn)品是設(shè)計者高水平高素質(zhì)的體現(xiàn)。
我主要想講的是前兩項，后兩項以后再說。
    1.要評審造型設(shè)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(jié)構(gòu)強度，電路安裝（和電子工程人員配合）等是否合理。
    2.根據(jù)造型要求確定制造工藝是否能實現(xiàn)。包括模具制造、產(chǎn)品裝配、外殼的噴涂、絲印、材質(zhì)選擇、須采購的零件供應(yīng)等。
    3.確定產(chǎn)品功能是否能實現(xiàn)，用戶使用是否。
    4.進行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、確定每個零件的制造工藝。要注意塑件的結(jié)構(gòu)強度、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，確定裝配路線。
    5.結(jié)構(gòu)設(shè)計要盡量減小模具設(shè)計和制造的難度，提高注塑生產(chǎn)的效率，小限度的減低模具成本和生產(chǎn)成本。
    6.確定整個產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝、檢測手段，保證產(chǎn)品的可靠性。
    一、塑料選材的途徑
    理解工程塑料的性能
    塑料在成型加工中有時表現(xiàn)得很奇特。對一個成型問題的解答可能完全不同于另一個成型問題。這也許是因為這些例子中涉及到兩種本質(zhì)上互不相同的塑料樹脂。本文將對這些材料的性質(zhì)以及各種不同材料之間的差異加以討論，以增進對注塑過程中機理的理解。
    （1）結(jié)晶型聚合物的特性
    許多人熟悉的物質(zhì)是晶體如食用鹽，糖，石英，礦物質(zhì)和金屬，當(dāng)然還有冰。這些固態(tài)物質(zhì)具有分子排布有序，致密堆積的特性。其它表現(xiàn)為固態(tài)物質(zhì)，并不形成有規(guī)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(zhì)不是真正的固體，普通的例子就是玻璃，它們只是過冷的，極端粘稠的液體。（一件玻璃若放置幾十年，其底部會逐漸變厚，這是由于很慢的流動引起的。）
    塑料樹脂可分為無定形或結(jié)晶形的。由于很長的聚合物鏈較大復(fù)雜，從而阻止了它們形成象石英那種固體所具有近乎的結(jié)構(gòu)和完整的晶體排列次序。聚合物，例如高密度聚乙烯是有點結(jié)晶性的，尼龍的結(jié)晶性表現(xiàn)得更為強一些，而聚甲醛的結(jié)晶性表現(xiàn)得就更強了。左圖給出了一些常見的晶體形塑料和無定形塑料。注意到許多工程塑料位于結(jié)晶型欄里，如聚甲醛，尼龍和聚酯。這是因為結(jié)晶型結(jié)構(gòu)樹脂趨向于產(chǎn)生工程應(yīng)用中所要求的特性，例如：
抗化學(xué)物、油、汽油、油脂等。
機械強度和硬度。
在高溫下,保持機械的和化學(xué)的性能不變。
耐疲勞性和重復(fù)的沖擊。
半透明性或不透明性。
聚合物金字塔。本圖表示不同樹脂的分類。
塔底是商品塑料所目的兩種特性，塔頂處是高性能塑料，工程塑料處于中間的位置。
PEI：聚醚亞胺 PEEK：聚醚酮 PES：聚苯醚砜 PPS：聚苯硫醚
PAR：聚芳酯 PSU：聚砜 LCP：液晶聚合物 HTN：高溫尼龍
PI：聚酰亞胺 PET：聚對苯二甲酸乙二酯 PBT：聚對苯二甲酸丁二酯
PC：聚碳酸酯 M-PPO：改性聚苯醚 Nylon：尼龍
ABS：丙烯睛丁二烯苯乙烯三元共聚物
POM：聚甲醛 TPE：熱塑性聚酯彈性體 PS：聚苯乙烯 PP：聚丙烯
PVC：聚氯乙烯 HDPE：高密度聚乙烯 PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯（亞加力）
LDPE：低密度聚乙烯 SAN：苯乙烯一丙烯晴共聚物 SMA：苯乙烯馬來酸酐

表一、杜邦結(jié)晶型工程塑料

化學(xué)名詞簡稱杜邦注冊商標(biāo) 聚甲醛 POM Delrin?
聚酰胺 Nylon Zytel? 聚對苯二甲酸乙二酯 PET Rynite?
聚對苯二甲酸丁二酯 PBT Crastin? 熱塑性聚酯彈性體 TPE Hytrel?
高溫尼龍 HTN ZytelHTN? 液晶聚合物 LCP Zenite?

    （II）結(jié)晶型與無定型塑料的區(qū)別
    熔解／凝固
    晶體的本質(zhì)也對成型過程產(chǎn)生影響，因為要破壞熔點時的晶體排列次序需要額外的熱量，這熱量叫做熔解熱。晶體性塑料和無定型塑料熔解熱的對比如圖之所示。無定型物質(zhì)的溫度隨看所加入的熱量而增加，而且越來越呈現(xiàn)為液態(tài)。當(dāng)溫度上升至熔點以前，結(jié)晶型塑料物質(zhì)能保持強度和硬度不變。熔解時額外所需的熱量熔解熱破壞了晶體的結(jié)構(gòu)，同時溫度保持不變，直到熔解結(jié)束。
    隨著塑料在模具中冷卻，釋放出來的熔解熱必須由模具向外散掉。然而，隨著溫度的降低，成型穩(wěn)定性和硬度迅速地提高，工件可以相當(dāng)快地從模具中脫出。因此，結(jié)晶性塑料較適合應(yīng)用于短周期成型。
    收縮
    緊密的結(jié)構(gòu)意味著從熔體到固體的結(jié)晶型塑料有一個較大的體積改變。因此，結(jié)晶形塑料比無定型塑料有較高的成型收縮率一通常前者大于百份之一，而后者大約有0．5％。結(jié)晶形塑料較高的收縮率使得估算型腔尺寸復(fù)雜化，但這一優(yōu)點也有助于工件的脫模。一些典型的成型收縮率的比較列于表二。
表二、成型收縮率的比較

結(jié)晶形塑料收縮率
聚甲醛
尼龍66

聚丙烯
2.0
1.5

1.0-2.5

無定形塑料收縮率
聚碳酸脂
聚苯乙烯
0.6-0.8
0.4

    當(dāng)結(jié)晶型塑料熔解時，它們往往變得高度液態(tài)化。尼龍樹脂因其具有良好流動特性所以在細(xì)長和薄截面要求的應(yīng)用中著稱。另一方面，人們也知道它們比許多粘度較高的無定形樹脂更容易產(chǎn)生毛邊。
    水份敏感性
    一些塑料是不受水份影響的，尤其是那些烴類（除了碳和氫以外沒有其他元素）塑料，如聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯。其他塑料吸收不同的水份，甚至在室溫下也吸收。成型工件在吸收水后會導(dǎo)致尺寸改變，從而水也可看作為增塑劑或韌化劑。
    吸收的水份可能在注塑的過程中蒸發(fā)，導(dǎo)致水紋和氣泡。有些樹脂在熔解溫度下可能會和水產(chǎn)生反應(yīng)。這種反應(yīng)叫做水解，它是降解的一種形式。它使分子量減少，導(dǎo)致熔體粘度減小，沖擊強度的損失。
    水解的敏感性并不取決于塑料樹脂的吸水量多少。實際上，當(dāng)尼龍樹脂達(dá)到100％的相對濕度飽和時，它們能吸收高達(dá)8％或更多的水分。尼龍在熔解溫度下水解比聚酯或聚碳酸酯較慢，而聚酯或聚碳酸酯吸收的水比它少得多。常見的塑料樹脂根據(jù)它們對水份的敏感性和是否需要乾燥列于表三。
三、水對塑料加工過程的影響　
不要求乾燥
通常要求乾燥
只吸收水分有可能水解
聚甲醛(Delrin?
聚乙烯

聚丙烯

聚苯乙烯

聚氯乙烯
聚甲基丙烯酸樹脂
ABS塑料
聚碳酸酯
丁酸纖維素

尼龍(Zytel?

聚對苯二甲酸乙二酯(Rynite?

聚對苯二甲酸丁二酯

聚氨酯

    這些有關(guān)聚合物結(jié)構(gòu)，結(jié)晶性和水分吸收的背景資料將會幫助我們理解為什么工程塑料的注塑操作不同于其它的塑料，而且在某些意義上工程塑料內(nèi)不同種類亦互不相同。壓克力（acrylic）即為PMMMA（polymethy-methacrylaye)樹脂玻璃，是一種不定形的熱塑性塑料材料，有很好的光學(xué)特性（可象玻璃一樣透明，透明度可達(dá)到92％）PMMA硬度大，強度適中，很容易劃傷，劃痕明顯，但很容易磨光，在室外，風(fēng)華和陽光暴曬均不會發(fā)生光學(xué)和機械變性。工藝上采用塑料模具制作－注塑－擠出－真空成型不過one,PMMA你可多了一個M了, 補充說明一下,PMMA實際上耐室外曝曬的性能不比PC好, 而且主要的缺點是耐溫低,可使用的上下溫差較小, 透明度可達(dá)92%是在理論狀況下, 實際狀況會受制造工藝的限制. 實際上大家都遺漏了一點, 塑料是可以改性的, 就是針對應(yīng)用場合加以調(diào)整,利用其基本性能中有利的一面, 通過各種添加劑來改善不良的一面.GE和BAYER的PC有耐230度以上的,而杜邦的尼龍有耐250度,耐久還強過PBT.
    2.表面處理：
    早期的手機外殼主要用金屬框，如愛立信早期產(chǎn)品３８８，不但耐摔，抗震性也大為增加，而且使用戶至今懷念那種厚重的沉甸甸的感覺。隨著手機的發(fā)展，輕巧成為人們的摯愛，但是，金屬框的“質(zhì)量”制約了手機的發(fā)展，于是新的外殼材料應(yīng)運而生，ＡＢＳ合成塑料以其很好的韌性（抗震性）、密封性，很高的機械強度，耐化學(xué)腐蝕，拿在手上很有質(zhì)感的特點受到人們的青睞。以ＡＢＳ合成塑料作外殼的手機得以一時風(fēng)靡，在年輕一族裝點手機炫耀個性時成為了，他們鐘愛塑料外殼的透視感<

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