4.1 壁厚

1.基本设计准则

壁厚的大小取决于产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱的数量、伸出部分的多少及选用的塑胶材料。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期的“冷却时间”，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴“气孔”的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。

最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是不可避免的。在此情形下，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能圆滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。

2.平面准则

在大部分的热熔过程操作（包括挤压和固化成型）中，均一的壁厚是非常重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固后出现收缩痕，更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部分歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶是不可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。

3.转角准则

壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要，以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象，因而发生部件变形和挠曲。此外，尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中，尖角的位置也常在电镀过程后引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法，不但减低应力集中的因素，且令流动的塑料流得更顺畅，同时成品脱模时更容易。

4.2 加强筋

加强“筋”在塑胶部件上是不可或缺的功能部分。加强“筋”有效地增强了产品的刚性和强度（如“工”字类产品），而无须大幅增加产品切面面积，但没有如“工”字类产品出现倒扣难于成型的形状问题，对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外，加强“筋”更可充当内部流道，有助于“模腔”填充，对帮助塑料流入部件的枝节部分有很大的作用。

加强“筋”一般被放在塑胶产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强“筋”的位置也受制于一些生产上的考虑，如“模腔”填充、缩水及脱模等。加强“筋”的长度可与产品的长度一致，两端相接产品的外壁，或只占据产品部分的长度，用以局部增加产品某部分的刚性。要是加强“筋”没有接上产品外壁的话，末端部分不应突然终止，应该渐次地将高度减低，直至完结，从而减少出现“困气”、填充不满及烧焦痕迹等问题的几率，这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。

4.3 开孔

在塑胶件上“开孔”，使其和其他部件相接合或增加产品功能上的组合是常用的手法，洞孔的大小及位置应尽量不会对产品的强度构成影响或增加生产的复杂性，以下是在设计洞孔时需要考虑的几个因素。

相连洞孔的距离或洞孔与相邻产品直边之间的距离不可少于洞孔的直径。与此同时，洞孔的壁厚应尽量大，否则穿孔位置容易产生断裂的情况。要是洞孔内附有螺纹，设计上的要求即变得复杂，因为螺纹的位置容易形成应力集中的地方。从经验得知，要使螺孔边缘的应力集中系数减低至安全的水平，螺孔边缘与产品边缘的距离必须大于螺孔直径的三倍。

从装配的角度来看，穿孔的应用远比盲孔多，而且比盲孔容易生产。从模具设计的角度来看，穿孔的设计在结构上也较为有优势，因为用来穿孔成型的边钉的两端均可受到支撑。穿孔的做法可以是靠单一边钉两端同时固定在模具上，或两枝边钉相接而各有一端固定在模具上。一般来说，第一种方法被认为是较好的；应用第二种方法时，两条边钉的直径应稍有不同，以避免因为两条边钉轴心稍有偏差而引致产品出现倒扣的情况，而且相接的两个端面必须磨平。

4.3.1 盲孔

“盲孔”是靠模具上的“哥针”形成，而“哥针”的设计只能单边支撑在模具上，因此熔融的塑料很容易使其弯曲变形，使“盲孔”出现椭圆的形状，所以“哥针”的长度不能过长。一般来说，“盲孔”的深度只限于直径的两倍。要是盲孔的直径只有1.5mm，盲孔的深度更不应大于直径的尺寸。

4.3.2 钻孔

大部分情况下，额外的钻孔工序应尽量避免，应尽量考虑设计孔穴可单从模具一次成型，减低生产成本。但当需要成型的孔穴是长而窄形时，即“孔穴的长度比深度大”，因更换折断或弯曲的“哥针”而构成的额外成本，可能比辅助的钻孔工序高，此时，应考虑加上钻孔工序。钻孔工序应配合使用钻孔夹具加快生产及提高品质；另一做法是在塑胶成品上加上细而浅的定位孔，以代替使用钻孔夹具。

4.3.3 侧孔

“侧孔”往往增加模具设计上的困难，特别是当侧孔的方向与开模的方向成一直角时，因为侧孔容易形成塑胶产品上的倒扣部分。一般的方法是使用“角针”及活动侧模或使用油压抽。因模具的结构较为复杂，模具的制造成本比较高，此外，生产时间也由于模具必须抽走“哥针”才可脱模，而相应增加。

4.4 支柱

支柱用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件。空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。这些应用均要有足够强度支持压力而不至于破裂。

支柱尽量不要单独使用，应尽量连接至外壁或与加强“筋”一起使用，目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。此外，过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气，所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的2.5倍。加强支柱强度的方法，尤其是远离外壁的支柱，除了可使用加强“筋”外，三角加强块的使用也十分常见。

一个品质好的螺丝/支柱设计组合取决于螺丝的机械特性及支柱孔的设计，一般塑胶产品的料厚尺寸不足以承受大部分紧固件产生的应力。因此，从装配的考虑来看，局部增加胶料厚度是有必要的。但是，这会导致不良的影响，如形成缩水痕、空穴，或增加内应力。因此，支柱的导入孔及穿孔应与产品外壁保持一段距离。支柱可远离外壁或使用加强“筋”连接外壁，后者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力，更有助于胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。同样，远离外壁的支柱也应辅以三角加强块，三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。

收缩痕的大小取决于胶料的收缩率、成型工序的参数控制、模具设计及产品设计。使用过短的“哥针”、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利于收缩痕的减少；支柱的强度及受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此，支柱的设计需要从这两方面取得平衡。

4.5 扣位

“扣位”提供了一种不但方便快捷而且经济的产品装配方法，因为“扣位”的组合部分在生产成品的时候同时成型，装配时无须配合其他如螺丝等紧锁配件，只要需组合的两边“扣位”互相配合扣上即可。

“扣位”的设计虽可有多种几何形状，但其操作原理大致相同：当两件零件扣上时，其中一件零件的钩形伸出部分被相接零件的凸缘部分推开，直至凸缘部分完结为止；之后，借着塑胶的弹性，钩形伸出部分即时复位，其后面的凹槽即时被相接零件的凸缘部分嵌入，此倒扣位置立即形成互相扣着的状态。

扣位的设计一般离不开悬梁式的方法，悬梁式的延伸就是环形扣或球形扣。所谓悬梁式，其实是利用塑胶本身的挠曲变形的特性，经过弹性回复返回原来的形状。“扣位”的设计则需要计算出来，如装配时的受力和装配后应力集中的渐变行为，需要从塑料特性中考虑。常用的悬梁扣位是恒等切面的，若要悬梁变形大些可采用渐变切面，单边厚度可渐减至原来的一半。其变形量可比恒等切面的多60%以上。

“扣位”装置的弱点是“扣位”的两个组合部分（即：钩形伸出部分及凸出部分）经多次重复使用后，容易产生变形，甚至出现断裂的现象。断裂后的“扣位”很难修补，这情况常出现在脆性或掺入纤维的塑胶材料上。因为“扣位”与产品同时成型，所以“扣位”的损坏也即产品的损坏。补救的办法是将“扣位”装置设计成多个“扣位”同时共用，使整体的装置不会因为个别“扣位”的损坏而不能使用，从而增加其使用寿命。“扣位”装置的另一弱点是：扣位相关尺寸的公差要求十分严格，倒扣位置过多容易形成“扣位”损坏；相反，倒扣位置过少，则装配位置难于控制或组合部分出现过松的现象。

4.6 本章归纳总结

本章简单介绍了一些电子产品的结构设计准则，通过本章的学习，读者可以了解电子产品的设计规范和要求，便于在以后进行电子产品设计时，对号入座，实行行业标准、规范、专业化设计，以达到市场和客户的需求。