刍议电子产品塑胶件的结构和成本优化设计

林启柿

（福建星网锐捷通讯股份有限公司，福州 350028）

塑胶件在电子产品中占据了绝大部分，并且在整体设计、制造等方面看来，塑胶件的设计考虑的重点除主要在结构设计、表面工艺处理方面外，还会涉及到加工工艺、模具制造、生产以及装配工艺、可靠性测试等方面。所以，在塑胶件设计的过程中，既需要充分的了解塑胶产品的结构设计规范，还需要掌握零件的模具加工、表面处理、装配制造等工艺的众多知识内容，本文通过以下几个方面对塑胶件的结构和进行成本优化设计。

1 结构优化设计

基于电子产品塑胶件自身的功能结构来看，主要分为装配的设计、强度设计、形状设计等方面。

1.1 壳体壁厚的优化设计

壳体的壁厚通常情况下，是取决于电子产品自身需要承受的外力以及受材料本身的物性影响的。减少壳体壁厚是降低结构件成本的有效措施之一，壳体壁厚设计过厚，会增加原材料重量和注塑周期，使成本上升，壁厚过薄会降低强度，则易发生弯曲、变形等，影响产品的整体使用效果，壳体壁厚设计不均匀，易导致收缩不均。因而塑胶件的壁厚设计应注意分布均匀、壁厚的状态均匀能更好的充模，缩短冷却时间，并提高收缩的均匀度，当不可避免的发生壁厚不均时，要采取渐变措施进行平滑过渡，减少应力。

1.2 圆角的优化设计

圆角的设计在塑胶件的设计中是一个重要的部分。在优化设计时，应避免尖角多用圆角，以获得良好的过渡效果，并且可以减少应力集中，提高塑胶件的强度；同时还有利于塑胶注塑的过程中拥有良好的流动性，有利于其充模和脱模，可以有效地提高塑胶件自身的强度，以延长电子产品的使用寿命。

1.3 塑胶件连接方式的优化设计

塑胶件连接方式主要有卡扣连接、螺钉连接、超声连接、胶合连接等，而最常用的要属卡扣、螺钉连接及其二者混合的连接方式：

1.3.1 卡扣连接

从装配角度而言，这一方式能有效地降低装配过程中的工作量，减少产线作业人员数量和装配工序，提高产能，但是卡扣数量的增多一定程度上会相对加大模具复杂程度，增大模具的加工难度。

1.3.2 螺钉连接

使用螺钉进行连接，其结构设计方式要简单很多，同时还具有着更高的耐用强度。但会导致安装过程复杂化，会影响塑胶件的生产成本和产量[1]。

不同连接方式各有利弊，在设计时，需要权衡产品的实际情况，将强度、装配简易程度、成本等因素进行综合评估，在实际情况中经常会存在着多种连接方式相结合的现象。

1.4 强度优化设计

在进行塑胶件的强度优化设计时，可以把强度按照塑胶件强度和塑胶件间的连接强度两个维度来考虑。其中，单个塑胶件强度可以通过优化壁厚、结构形式、造型等方面，对单体的功能结构进行加强。而连接强度可以从连接方式和结构形态等方面的角度进行优化设计。结构设计时，可以先确定单个零部件强度之后，再分步骤的进行连接强度的确定工作。而强度的优化设计主要会表现现在外形、尺寸等方面，需要实现各个零件位置的合理与均衡的目标，要与预期效果相符。

1.5 装配的优化设计

在对于产品的塑胶件装配功能开展优化设计前，首先需要充分明确塑胶件在电子产品中承担的功能是什么，然后对整体外观模型进行拆件，合理确定每个塑胶件的尺寸、形状以及塑胶件间的连接方式，同时需要根据塑胶件材料特性以及加工后所产生的变形范围进行必要的评估和计算，预留合理的间隙，以避免因间隙过大或过小导致的塑胶件无法有效装配的问题产生。

1.6 加工工艺的优化

塑胶件的加工工艺包括模具、注塑、表面处理等方面，设计时应分考虑工艺结构的合理性，要满足塑胶件的最终成型以及脱模效果，保证模具的可行性和强度，满足外观及产品质量要求。例如，在保证壁厚均匀的基础上，在加强筋根部与其尖角处增加圆角以便光滑过度等。

2 成本的优化设计

电子产品的塑胶部件成本方面的优化在电子产品中非常的重要，占据着重要地位。基于此，可以对电子产品的塑胶件在以下几方面展开优化设计：

（1）在保证电子产品自身的零部件数量满足基本功能的前提条件下，对塑胶件进行标准化、通用化以及一体化设计，这不仅可以简化后续的装配、运维等流程，还能够避免因为结构上配件过多而导致的成本增加问题，从而有效降低电子产品的成本。

（2）在保障塑胶部件自身的结构强度基础上，实现自身要具备的基本功能求的情况下，可以降低塑胶件的壁厚，并基于形状、大小等方面进行精简化工作，去除不必要的结构，达到节约原材料、注塑材料的目的，从而降低塑胶件的成本[2]。

（3）以实用性为优化设计原则，优化表面处理工艺，达到降低成本目的。

（4）装配制造工艺的量产思维需要注重结构工艺的设计与创新，良好的设计不仅要外观美观、结构可靠，还同时需要特别注重易装配性、可量产性，量产思维应该贯穿于整个产品设计的过程，产品易生产、易加工制造、好组装是成本优化设计的前提，设计时需要对产品形状选择、装配方式、连接方式、结构件制造、成本核算等都要做到细致入微的考虑。

3 结束语

综上所述，电子产品的塑胶件可以通过对壁厚、圆角、装配、强度、工艺等方面进行系统的结构优化设计，并以此为出发点，在保证塑胶件成品率、生产效率与使用寿命的基础上，通过细化设计、合理配置进行设计优化与创新，通过开展标准化、一体化以及通用化的设计，即实现节约成本的目的，又保证了产品的使用功能。