塑胶件设计指南（一）

一、塑胶件的优缺点

（一）优点：

1、可制造几何形状复杂的零件

2、易于加工、易于制造

3、可根据需要随意着色

4、可制造轻质高强度产品

5、不易腐蚀、不生锈

6、不易传热、不生锈

7、不易传热、保温性能好

8、优良的绝缘性

9、减震、消音性能优良，透光性好

10、产品制造成本低

（二）缺点：

1、耐热性差，易于燃烧

2、高低温条件下易失效

3、机械强度低

4、长期受力易变形

5、易受某些溶剂和药品的腐蚀：例如PC、PBT在潮湿环境中易发生水解使力学性能降低

6、耐久性差、易老化

7、易受损伤、也容易沾染灰尘继污物

8、尺寸稳定性差

二、塑胶材料选型

（一）塑胶材料主要分为两种：

1、热固性：融化之后流动，固化后无法再次融化

2、热塑性：融化之后流动，固化后可再次融化

（二）材质选型考虑点：

1、塑胶件载荷状况

2、产品使用环境

3、价格

4、装配要求

5、尺寸稳定性

6、外观

7、安全规范

（三）塑胶材料物理性能：

1、密度：影响重量和价格

2、熔流率：在一定的温度和压力下，塑料熔料在10min内通过测试机的小孔所流出的塑料的质量，单位为g/10min；

该指标可以判断：

（1）塑料在不同批次是否存在差异

（2）在注塑过程中是否降解

（3）是否在环境中收到化学攻击而降解

3、收缩率：成品冷却后脱模，成品小于模具型腔的尺寸

影响因素：

（1）孔、筋等特征会减小收缩率

（2）收缩率随着壁厚增加而增加

（3）收缩率随着注射压力和保压压力增加而减小

（4）离浇口位置越远，收缩率越大

（5）增加塑料能减小收缩率

对设计的指导意义：

（1）要选对的材质

（2）产品设计及制造过程可以补偿

（3）模具做好后很难再更换材质

（四）塑胶材料的力学性能：

短期力学性能:拉伸性能、弯曲性能、冲击性能

长期力学性能：蠕变性能、抗疲劳性能

1、拉伸性能：要规定温度、湿度、拉伸速度

拉伸强度=拉伸力/拉伸断面积

拉伸模量：其值为将材料沿中心轴方向拉伸单位长度所需的力与其横截面积的比值

2、弯曲性能：基本性能

3、冲击强度：衡量材料韧性的指标，是非常重要的一个参数

标准：ASTMD256，D4812或ISO180（最为广泛的试验方法）

标准：ISO179

对于某些塑料，超过关键厚度后，冲击强度会下降

设计中也要避免缺口和尖角，会降低冲击强度

通常依靠冲击强度和拉伸模量来决定塑料的基本性能。

4、蠕变性能：材料在恒定的载荷作用下，变形随时间而增大的过程。

如果塑胶件要承受长期载荷，要考虑蠕变性能

影响因素有：温度、载荷、时间

5、抗疲劳性能：周期性载荷作用下，其力学性能减弱或破坏的过程

（五）塑胶材料的热性能：

1、载荷热变形温度：DTUL或HDT：热变形温度

2、热膨胀系数：是塑料加热时尺寸膨胀的比率

3、维卡软化温度（VST）：是将塑料试样放于液体传热介质中，在一定载荷和等速温升条件下，试样被1mm2的压针头压入1mm时的温度，反映塑料在受热条件下物理力学性能的指标

（六）塑胶材料的环境性能：

1、吸水性：塑胶件吸水后会发生膨胀，且力学性能及电性能会变化，但是是可逆的，烘干后，性能会恢复。

塑胶件吸水后，导致力学性能降低的现象叫做水解。容易发生水解的材料：PC、PA、PET

2、耐化学性：指塑料耐酸、碱、盐、溶剂和其他化学物质的能力

3、耐候性：室外气候的考验

（七）塑胶材料的阻燃性能：

多数的塑料都需要添加阻燃剂来满足UL阻燃等级的要求，但添加阻燃剂会导致成本增加、模具注塑问题、材料力学性能降低。

UL746

1、相对温度指数：RTI——表示材料在高温下的性能变化率；

2、相比耐漏电起痕指数：CTI——表示材料耐漏电性的指标。

3、高伏特电弧起痕速率：HVTR

4、热丝引燃：HWI

5、高电弧燃烧指数：HAI

6、室外实用性

（八）电性能

1、介电强度：又称击穿强度，是指塑料被击穿前所能承受的最大电压，单位V/mm

2、体积电阻：对塑料件施加电压，测得流过表面的电流，根据欧姆定律算出电阻，但是体积电阻率会受温度和湿度影响，随温湿度增加而减小

3、表面电阻：对塑料件表面施加电压，测电流，算出电阻