渔老板钓鱼
26-10-08 16:51 微博认证:科技博主

我以前在博世、蔡司光学的名片上:
Tooling Engineer
模具工程师
但和一般的工程师不一样,权力很大、工资很高,我当时的工资是高于采购经理的。虽然挂靠在采购部、可直接汇报总部的研发总监。

我的工作内容很多,但是前两项是:

第一步:评估研发中心出的产品图
产品设计阶段必须前置考虑的注塑模具约束

核心原则:DFM(面向制造的设计,Design for Manufacturability),产品不是画完图再交给模具厂,在产品方案、结构草图阶段,就要把模具制造、注塑成型的限制纳入。
一、浇口相关(产品结构要预留浇口空间)
1. 提前规划浇口位置:产品结构不能把高应力区域堵死,要预留进胶位置,尽量避免多点进胶,减少熔接线产生;如果必须多浇口,预先预判料流汇合位置,绝对不能把熔接线放在主受力截面(踏板弯曲受拉区)。

2. 浇口去除空间:产品外形要预留位置切除浇口,不能浇口在装配配合面/外观面;厚大件/玻纤件优先考虑大浇口,避免高剪切产生残余应力。

3. 料流走向:产品筋、孔、凸柱会改变料流方向,设计时预判熔体流动方向,尽量让分子取向和产品受力方向保持一致,减少垂直取向带来强度暴跌。

二、熔接线预判(DFM最关键,安全件重中之重)

1. 凡是产品上的通孔、BOSS柱、镂空,料流会绕流,天然产生熔接线。产品结构设计阶段就要评估:绕流后的熔接线落在哪。

2. 必要时调整孔/柱位置,或者增加导流筋,把熔接线引导到低载荷区域;

3. 熔接线对应的产品外壁,要预留模具排气槽布置位置,不能被筋、台阶挡住。

三、排气设计的产品侧要求

模具排气槽要开在料流末端、熔合线位置,产品设计不能在料流末端做封闭深槽、窄缝:

• 产品末端要有平面,方便模具加工排气;

• 避免狭小封闭型腔,气体困在里面无法排出,造成烧焦、气孔、熔接强度差;

• 深筋、薄壁槽,本身排气极难,筋的长宽比要控制,不能一味做细、做深。

四、脱模相关(产品结构直接决定模具能不能做、会不会顶裂)

1. 脱模斜度:所有垂直于分型面的壁,必须预留斜度;玻纤增强塑料(PA+GF)收缩大、容易粘模,斜度要求更大,无斜度模具无法脱模,强行顶出产生内部微裂纹。

2. 倒扣结构:产品内倒扣/外倒扣,模具需要滑块、斜顶。

◦ 倒扣越多,模具结构越复杂,成本上升,并且斜顶运动位置容易产生熔接痕、磨损;

◦ 安全件尽量减少倒扣,能拆分结构就拆分,避免在受力本体上做倒扣。

3. 壁厚均匀性(产品设计第一要务)

◦ 壁厚突变会导致收缩不均、凹陷、内部孔洞、残余应力;

◦ 厚壁区域冷却慢,薄壁快速冻结,料流走不动,困气风险上升;

◦ 筋厚度一般≤0.6~0.8倍主体壁厚,防止筋根部缩痕。

五、模具加工工艺性(机加工、EDM、抛光)

产品的圆角、尖角、窄槽直接影响模具加工:

1. 所有内角必须加R圆角:尖角模具加工难,应力集中,模具容易崩角;产品尖角也会应力集中,受力断裂。

2. 极小窄缝、极细筋:模具需要薄片电极放电加工,电极容易烧损,成型不稳定,容易缺料、焦痕。

3. 分型面:产品轮廓不能有剧烈起伏,分型面尽量简单平整,降低模具飞边风险。

六、材料联动(产品选材和模具配套)

像刹车踏板这类,都会添加玻纤增强料,DFM要求会更严苛。

一句话总结DFM思路:产品设计先行预判料流 → 预判熔接线位置 → 预留浇口与排气位置 → 控制壁厚、圆角、斜度、倒扣,把成型缺陷(熔接弱、困气、内应力)扼杀在产品图纸阶段,而不是模具加工完成后再改模。

我的意见给到设计,设计必须重视,不然以后出问题,设计要担责。

第二步:模具供应商方案评审(DFM复核)

产品图纸冻结后,模具厂输出模具设计方案(2D模方案+3D模流分析),这一步就是甲方审核模具商的设计是否合理,不是只看能不能做出产品,重点要核验:浇口、料流、熔接线、排气、冷却、顶出、分型,还要结合产品受力要求,尤其刹车踏板这类安全件。

1、浇口方案评审

1. 浇口类型、位置、大小是否和前期DFM约定一致

◦ 核查:浇口会不会落在产品受力区、外观/装配面;料流方向是否有利于分子取向匹配踏板受力方向;

◦ 多浇口方案重点:为什么需要多浇口,有没有替代的单浇口方案,多点进胶必然产生熔接线,供应商必须给出熔接线位置预判。

◦ 浇口截面尺寸:是否足够减小剪切热,防止玻纤料剪切降解、残余应力。

2. 浇口去除可行性:浇口残余高度是否可控,切除后会不会产生微缺口(缺口会成为断裂源,安全件重点)。

2、模流分析(Moldflow)复核【核心】

供应商必须提供完整模流报告,重点看这几项:

1. 充填时间、压力分布:有无局部高压、剪切过高区域;

2. 熔接线位置预测:把熔接线投影到产品结构,核对:熔接线是否落在踏板主受力/弯曲受拉截面。
关键:供应商必须给出熔接线强度评估;如果熔接线落在高应力区,必须要求供应商调整浇口/增加导流筋,或者调整排气。
3. 困气位置:模流标记的困气点,供应商是否对应布置排气槽。

4. 温度、收缩、翘曲:冷却不均带来残余内应力,安全件要严控残余应力。

5. 纤维取向(PA+GF踏板必须看纤维取向结果):纤维取向是否和载荷方向匹配,避免关键受力截面纤维横向排布。

3、排气系统评审

1. 排气槽布置:料流末端、熔接线位置、最后充填区域有没有开设排气;

2. 排气规格:槽深、槽宽、排气槽通向大气,不能闷在模具内部;

3. 深筋、BOSS柱位置是否增设排气;

4. 风险点:熔接线位置如果无排气,熔接强度会大幅下降,是断裂高风险点,必须要求补排气。

4、分型、倒扣、滑块/斜顶评审

1. 分型面选择:是否简单、便于加工、减少飞边;分型线是否避开产品受力与外观区域;

2. 斜顶/滑块数量:倒扣结构是否必要,有没有简化方案;

3. 斜顶/滑块位置:运动件交汇位置极易产生熔接线,核查是否落在低应力区;

4. 风险:斜顶磨损、间隙产生飞边,飞边去除后形成微小缺口,受力开裂。

5、冷却系统评审

1. 运水排布:主体壁厚区域冷却均匀,避免局部热点;

2. 厚大区域有没有加强冷却;

3. 冷却不均会带来产品残余应力、翘曲,踏板受力时应力叠加,诱发断裂。

6、顶出系统评审
顶针布局,大小,顺序

7、模具寿命、模架、模芯材料
………

我是2004年模具专业研究生毕业,当时国内基本上还没有几个高学历的模具工程师。所以我在职场比较受欢迎,很多大公司抢我。

但我现在变成了一个厨子

发布于 浙江