2.4　壁厚的选择

注塑制品在使用中必须要求有一定的厚度，才能达到足够的强度以满足物理机械性能的需要；但同时考虑产品质轻、生产过程中用料少、成本低廉等因素，应尽可能减小壁厚以缩短成型周期，获得较轻的部件质量，优化材料使用。因此，合理选择注塑制品的壁厚是很重要的。通常在设计制品壁厚时需要注意以下三点。

第一，注塑制品的壁厚不能太薄。一方面，塑料在成型过程中，熔融后具有一定的流动性，由于其品种和牌号不同，所以它们所具有的流动性也不同，在用常规工艺参数注射成型时，各塑料的流程大小与其壁厚成正比例关系。如果注塑制品的壁设计得很薄，在注射成型时，会使得熔融塑料在模具型腔内的流动阻力增大、流程变短，造成成型困难、废品增多等问题，甚至对大型复杂制品而言根本无法充满型腔；另一方面，壁的最小厚度还应满足制品在使用中维持正常结构所必需的强度和刚度，在脱模时能经受脱模机构的冲击与振动；在装配时能承受紧固力。如果注塑制品的壁厚设计过薄，将不能满足上述强度要求。在注射成型中的最小壁厚由结构要求、成型的尺寸和几何形状以及材料的流动特性决定。

第二，制品壁厚也不能过厚。过厚不但造成原料上的浪费，增加制品成本，更重要的是会给注射工艺带来一定困难。一方面，由于制品的用料量增大，势必使塑料在料筒内达到注射温度的时间及注射后在模腔内冷却硬化的时间延长，进而使成型周期延长，对提高生产率不利，根据推算，制品壁厚增加一倍，其在模具内的冷却时间将增加四倍；另一方面，厚壁注塑制品容易产生气泡，收缩不均，引起缩孔变形、凹陷、夹心、翘曲等产品质量和结构上的缺陷。

总之，过薄和过厚的壁厚设计都是不合理的。热塑性注塑制品的壁厚常在1～4mm范围内选取。最薄时一般不宜小于0.6～0.9mm，大型制品的壁厚可增加到6mm或更厚些。表2-4为几种常用热塑性塑料在成型条件下的壁厚参数。对热固性注塑制品，小件壁厚常在0.7～2.5mm范围内选取。大件壁厚可在3～8mm范围内选取，见表2-5。

第三，壁厚要尽量均匀。在符合功能要求的同时，尽可能减小壁厚并保持统一。这样可以在模制过程中获得最佳的模具注入和预期收缩。可以减小内部应力。对有变化的壁厚处要尽量采取用圆弧或锥形过渡连接。塑料在注射过程中，当流速不同和受热不均时，流料汇集点往往会产生熔接痕，使强度减弱，为避免或减少这种不良情况的产生，要求同一个塑件的壁厚应尽可能一致，这也是制品壁厚设计的主要原则之一。当然在实际生产中，要求制品的壁厚完全均匀是有困难的，但是壁与壁连接处的薄厚不应相差太大，可以在平均厚度值的±20%范围内波动（壁厚不均匀的程度不应超过最小壁厚的30%。热塑性塑料的制品厚度比为1∶1.5；热固性塑料的制品厚度比为1∶1.3）；同时厚薄过渡的地方尽量用圆弧或锥形过渡连接。否则，制品在冷却或固化过程中，会因流动速度变化，造成气泡、凹陷和翘曲变形，而且制品内部会产生较大的附加内应力，从而使制品开裂，影响其外观和内在质量。对于结晶性塑料，如PE、PA、POM等较厚制品尤为明显。图2-1（a）是不理想的设计，图2-1（b）采用锥形过渡则较为理想，而图2-1（c）最为理想，它采用渐变圆弧过渡，并保证了塑件厚度的一致性。

要使注塑制品的壁厚符合均匀性的原则，可对注塑制品的厚壁部分挖空和改形，使其壁厚尽可能均匀。图2-2（a）是不理想的设计，图2-2（b）通过去除非重要部位的材料而使零件壁厚一致，而图2-2（c）通过改变形状使制品的厚度保持一致。

在实际设计过程中，要注意的是对一些壁厚较小的制品，如厚度小于1.5mm，设计时无须作如此多的考虑。比如现在的小家电产品的外壳，通常由上下壳体通过卡扣连接在一起；为了使上下盖很好地定位，上下盖的接合部一般设计成套接式，如图2-3所示，此时由于套接配合部位厚度较小，变形不足以影响外观，通常不过多考虑其壁厚差异。

从以上分析可以看出，通常在设计注塑制品时主要考虑以下三个因素：结构因素、强度因素和塑料流动因素。此外，壁厚设计还能影响充模顺序和型腔内气体顺利排出以及有无熔接痕等，这也应成为制品设计时应考虑的因素。（详见模具设计中浇口位置选择。） QPEsjgEMqGLbi0ft+BFpA8XkNaYup9T9XCokw1yKdrsQwgvFW++MZywxeH2wL3ah