通用型果菜盒面罩结构设计方法探讨

郭立芝 王 姣 汤申杰 方 伟

（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

未来冰箱的生产模式是大规模定制，所有零部件模块化是其前提和基础。在多品种、小批量的生产模式下，模块化有助于为企业实现最佳效益。

要实现果菜盒面罩通用化，首先需要对果菜盒面罩族进行分析，把其中相同或相似的功能单元或要素分离出来，然后归并、集成、统一为同一系列的标准模块，最后用不同的模块组合成多样化的通用型果菜盒面罩。

果菜盒面罩模块化组合模式是一种新型的的创新模式，它的最直观的优势体现在以下几点：

1）模块化组合创新是产品功能组合创新的最直接体现，可以实现不同系列冰箱或外观之间的多重组合方式（如不同深度冰箱）；

2）模块化组合创新可迎合未来用户个性化的消费潮流[1]。

1 现有结构及其特点

冰箱企业原有的果菜盒面罩外观类型多种多样，且风格不一，显得有点杂乱无章，严重影响冰箱企业产品系列化的宣传，有时甚至影响仅更新内饰的新品快速上市的需求。

当前，冰箱企业果菜盒面罩大多采用以下三种常用结构：

1.1 高端冰箱：组合式铝合金果菜盒面罩

市场上高端冰箱常见的果菜盒面罩为组合式铝合金果菜盒面罩（果菜盒面罩+铝合金装饰面板），成品外观见图1。该类型果菜盒面罩分为两个标准模块单元来进行设计：果菜盒面罩（塑料本体，功能需求）和铝合金装饰面板（外观需求）。该类型果菜盒面罩优缺点见2.2新老结构优缺点对比分析表。

图1 组合式铝合金果菜盒面罩结构

组合式铝合金果菜盒面罩因具有外观精美的金属质感，常常被用户所喜爱。但因铝合金装饰面板加工工艺复杂，背面外观缺陷明显（见图2），且零部件成本高，大大限制了组合式铝合金果菜盒面罩在电冰箱上的大规模推广应用。另外，铝合金装饰面板和果菜盒面罩材质不一致，导致果菜盒面罩在冰箱间室内部受到高低温冲击时收缩不一致，如果装配间隙预留过大，则直接影响果菜盒面罩正面外观效果；如果预留间隙较小，又容易引起铝合金装饰面板变形或果菜盒面罩塑料本体开裂。

图2 组合式铝合金面罩缺陷

组合式铝合金果菜盒面罩最大的缺陷是高中低端冰箱无法通用，导致一个系列冰箱果菜盒面罩至少要开两副模具：高端冰箱一副，低端冰箱一副，拉低了产品市场整体竞争力。

1.2 中端冰箱：大面烫印果菜盒面罩

市场上中端冰箱常见的果菜盒面罩为大面烫印结构，成品外观见图3。大面烫印表面常见主要缺陷有：杂质气泡、边沿不整齐、划伤、在烫银面上丝印图案困难（必须采用高成本覆膜，直接增加了零部件成本）等。

图3 大面烫印果菜盒面罩结构

大面烫印结构的果菜盒面罩虽然只需一个模块单元就可实现果菜盒面罩中低端冰箱通用，但是大面烫印果菜盒面罩生产效率低下，废品率常常居高不下，有的甚至高达50 %左右，这是冰箱企业无法接受的最根本所在。因此，大面烫印果菜盒面罩逐渐被其它类型结构所替代。

1.3 低端冰箱：局部烫印果菜盒面罩

市场上低端冰箱常见的果菜盒面罩为局部烫印结构，成品外观见图4。局部烫印+丝印的果菜盒面罩结构在低端冰箱上应用较为广泛。该结构类似大面烫印结构，只需一个模块单元就可实现产品企划对中低端冰箱果菜盒面罩外观的需求。丝印图案可以多变万化，亮银条宽度设计为窄条，可以避免大面烫印结构所特有的难以解决的缺陷。该结构类似大面烫印结构，因此该类型果菜盒面罩同样在中高端冰箱上的应用较少。

图4 局部烫印果菜盒面罩结构

2 新结构及特点

为了解决冰箱行业上述果菜盒面罩所面临的通用化问题，本文提出了果菜盒面罩结构新方案。新方案果菜盒面罩可完美实现高中低端冰箱果菜盒面罩系列化通用，避免果菜盒面罩重复开模，减少物料种类，大幅度缩短开发周期，进而减少未来新产品开发的资源需求。

2.1 新结构方案

根据零部件组合式模块化创新思路和果菜盒面罩功能及外观需求，本文将通用型果菜盒面罩按功能需求和外观需求分解为两个相互独立的的两个模块来进行研究，即果菜盒面罩模块（塑料本体，功能需求，结构见图5）和E-IMD装饰面板模块（塑料覆膜共挤件，外观需求，结构见图6），两个模块按卡装方式组装成为新方案所提出的通用型果菜盒面罩（结构见图7）。

图5 果菜盒面罩结构（塑料本体，功能需求）

图6 E-IMD装饰面板结构（覆膜共挤件，外观需求）

图7 通用型果菜盒面罩组合件结构方案图

通用型果菜盒面罩新方案设计思路：图7中通用型果菜盒面罩组合件中的果菜盒面罩模块为基础功能件，通过果菜盒面罩周边卡扣接口与果菜盒斗拼装卡接，组合成储存食物或食材的果菜盒。

该果菜盒面罩模块设计为透明件，材质选用相对来说便宜的GPPS透明材料，以此满足用户查看果菜盒内部食物或食材的需求。

模块周边设置多个标准卡扣，卡扣按冰箱企业所特有的标准卡扣特征进行设计，形成与果菜盒斗连接的标准接口，该接口可实现卡装不同深度的果菜盒斗，避免不同深度系列冰箱果菜盒面罩模块需重复开模的缺点。

模块正面上部设置E-IMD装饰面板模块所需要的标准特征卡扣安装槽，卡扣槽与E-IMD装饰面板模块卡扣进行卡装，防止E-IMD装饰面板松动翘起。

模块正面中部设置多个E-IMD装饰面板筋条让位槽，防止E-IMD装饰面板扭曲变形或装配后空鼓，影响用户体验手感。

模块下部设置把手区域，把手筋条可卡装E-IMD装饰面板模块下端卡扣槽，防止E-IMD装饰面板模块下部松动变形或移位，该细节设计方便用户推拉抽屉，提升用户体验手感。

新方案提出的通用型果菜盒面罩模块，选用原则为根据冰箱宽度来进行选择使用。一个宽度系列（含不同箱体深度系列冰箱）高中低端冰箱共用一个果菜盒面罩，因此可以有效大幅度减少果菜盒面罩模具开制费用及减少果菜盒面罩模块物料种类。

E-IMD装饰面板模块设计为覆膜共挤结构，E-IMD装饰面板表面覆膜金属质感好，且无大面烫印结构缺陷，可完美替代铝合金金属效果。该模块截面要求各系列平台冰箱统一，E-IMD装饰面板模块宽度根据果菜盒面罩模块宽度进行匹配选择。E-IMD装饰面板设计3种不同标准图案以满足高中低端冰箱对内饰等级的需要。其中，大面覆膜+丝印结构为高端冰箱使用；局部覆膜+丝印为中端冰箱使用；仅在塑料共挤件上丝印图案为低端冰箱使用。覆膜的颜色和金属拉丝纹路可以根据市场主流需求随时调整。因此E-IMD装饰面板模块可实现全系列冰箱挤出模具通用，只改变覆膜的颜色、宽度、丝印外观及E-IMD装饰面板宽度，即可实现产品企划高中低端冰箱外观需求全覆盖应用。通用型果菜盒面罩新方案外形图见图8。

图8 组合式E-IMD果菜盒面罩新结构方案

2.2 新老结构优缺点对比分析表（见表1）

表1 新老结构优缺点对比分析表

2.3 新老结构生产对比表（见表2）

表2 新老结构生产对比表

通过以上新老结构方案、优缺点及生产情况对比分析，我们不难得出新结构优势明显，是冰箱行业果菜盒面罩未来发展主流方向。

3 设计验证

3.1 性能测试

冰箱企业根据自身企业标准和国标要求检测新结构覆膜的耐水性能、硬度测试、耐磨性能、附着力测试、耐溶剂性能、耐候性能和耐高低温交变性能等性能测试。作者公司已完全通过以上性能测试，产品已批量上市，反馈良好。

3.2 抗震性能测试

冰箱企业根据自身企业标准及国标要求，将新结构果菜盒面罩组合件装配到整机进行振动试验、跌落试验和冲击试验，验证新结构的稳定性，要求E-IMD装饰面板无脱落或翘起、变形等。

3.3 抗高低温交变性能测试

冰箱企业根据自身企业标准及国标要求，将新结构果菜盒面罩组合件装配到整机进行高低温交变性能测试，验证新结构E-IMD装饰面板是否鼓胀变形，果菜盒面罩是否开裂。

4 经济效益

以作者公司的通用型果菜盒面罩为例：

1）果菜盒面罩模具通用性提高50 %，E-IMD装饰面板挤出模具通用性提高100 %（即全系列高中低端冰箱共用一副挤出模具），每年可节省模具费用至少180万。

2）有利于建立高中低端果菜盒面罩统一标准接口；标准接口统一，有利于缩短设计周期。作者公司标准接口建立前，设计师至少需要花费1～3天时间进行3D建模。标准接口建立后，设计师只需要更改果菜盒面罩和E-IMD装饰面板宽度参数即可完成3D模型建立，花费时间不超过1 h，研发效率提升一目了然。

3）有利于提高产品一次性成功率[2]。

5 结论

本文研究成果，是果菜盒面罩的一种组合式模块创新突破。它不在于原理的突破，而是利用已有的成熟技术或者已经存在的旧的果菜盒面罩结构，通过适当组合而形成新的通用型果菜盒面罩。新结构通用型果菜盒面罩基本保持原有功能不变，通过改变E-IMD装饰面板丝印图案和覆膜颜色来弥补原有零件功能上的不足或原有零部件单独存在时所缺乏的外观需求或系列化需要[1]。