對于塑膠件上每一個(gè)特征、每一個(gè)尺寸、每一個(gè)細(xì)節(jié),我們都需要本著工匠精神,做到精益求精,確保其符合注塑成型的工藝要求(Design for Manufacturing,簡稱DFM)。
每一條塑膠件的DFM設(shè)計(jì)指南,看上去都是簡單平常、微不足道,并沒有太多的技術(shù)含量。然而,如果我們不去遵循這些DFM設(shè)計(jì)指南,有時(shí)會(huì)造成災(zāi)難性的后果。
本文以一個(gè)塑料把手的斷裂失效來說明這一點(diǎn)。
一個(gè)塑料把手的斷裂
一個(gè)塑料把手,在使用時(shí)發(fā)生了斷裂,這是為什么?
2.1 斷裂發(fā)生了
一個(gè)電子產(chǎn)品的塑膠把手,如圖所示,在使用過程中與銷釘配合起著一個(gè)軸套的作用。多次使用之后,把手因?yàn)橹貜?fù)受力而斷裂。
2.2 失效原因分析
通過對失效零件的斷裂面進(jìn)行微觀分析發(fā)現(xiàn)失效是由于疲勞導(dǎo)致的。
裂紋源位于零件表面,斷裂面有疲勞紋存在,證明這是典型的疲勞破壞(c)。
裂紋逐漸擴(kuò)展,直到施加在裂紋尖端的應(yīng)力超過塑性斷裂韌性,此時(shí)最終發(fā)生斷裂。從斷裂表面的凹痕形態(tài)可以看出,斷裂本質(zhì)上是韌性的(b)。
2.3 失效的根本原因--沒有遵循DFM設(shè)計(jì)指南
通過對把手的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),在圖中紅色箭頭所指處存在尖角的設(shè)計(jì),在工作時(shí)該處承受拉伸應(yīng)力。
由于尖角的存在,在注塑成型時(shí)該處應(yīng)力集中,在重復(fù)的拉伸應(yīng)力作用下,該尖角處作為斷裂起始點(diǎn)發(fā)生斷裂,最終失效。
尖角的設(shè)計(jì),就是完全忽視了塑膠件DFM設(shè)計(jì)指南--圓角的設(shè)計(jì)。
最后的話:
一個(gè)小小的、不起眼的尖角竟然造成一個(gè)零件的失效,而帶給企業(yè)的損失卻不可估量,一方面企業(yè)會(huì)承擔(dān)產(chǎn)品維修、替換甚至召回的損失,另一方面是企業(yè)品牌的損失,可能會(huì)永遠(yuǎn)失去部分客戶。
這真是應(yīng)了一句古話“千里之堤,潰于蟻穴”。
其實(shí)
產(chǎn)品設(shè)計(jì)就那么一回事兒,說簡單也很簡單。
很多失效,事后來看:不就是沒有遵循DFM設(shè)計(jì)指南嗎?不就是因?yàn)樵摷訄A角的地方?jīng)]有加圓角,該壁厚均勻的地方?jīng)]有壁厚均勻嗎?
但是,要做到這一點(diǎn)也是一件非常難的事情。
如果不信,我們可以去看看大多數(shù)的
塑膠件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),都加圓角了嗎?都壁厚均勻了嗎?
為什么很難?
這一方面是因?yàn)楣こ處煵⒉磺宄a(chǎn)品
工業(yè)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)則和指南,及其背后的真正原理,其實(shí)這些規(guī)則和指南都是前人經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的總結(jié);另一方面是因?yàn)楣こ處煕]有“工匠精神”,不愿意靜下心來,把一件事情做完美到極致。
服務(wù)項(xiàng)目:工業(yè)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、逆向抄數(shù)測繪、逆向激光掃描、手板模型、3D打??;
業(yè)務(wù)范圍:蘇州醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì),智能機(jī)器人,汽車配件產(chǎn)品,電子消費(fèi)產(chǎn)品,體育用品,電動(dòng)工具產(chǎn)品,電動(dòng)車配件,創(chuàng)新產(chǎn)品等;
我們堅(jiān)持:以產(chǎn)品+品牌為核心,以設(shè)計(jì)為源動(dòng)力,為我們的合作伙伴提供從產(chǎn)品到商品,從商品到品牌的解決方案;
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