「经验分享」手机外壳塑料注塑成型工艺的方法

随着通讯技术的飞速发展，手机普遍应用。手机技术正朝着两个方向发展：一是功能多样化;二是外观精美轻便。因此，在手机开发过程中手机外壳突显出其特别重要的地位。一套手机外壳的制作涵盖了结构设计、模具开发、注塑生产、喷涂印刷等过程，每一环节都将影响最终外观。

结构设计

手机外壳通常由四大件：面壳(上前)、面支(上后)、背支(下前)、背壳(下后)和一些小件，如电池盖、按键、视窗、卡扣、防划条等组成。这些组件在结构设计中需要充分考虑到互配性，以及与电路板和电池等部件的装配。在结构设计中需要考虑很多相关问题，如材料选用、内部结构、表面处理、加工手段、包装装潢等，具体有以下几点：

a.要评审造型设计是否合理可靠，包括制造方法，塑件的出模方向、出模斜度、抽芯、结构强度，电路安装(和电子工程人员配合)等是否合理。

b.根据造型要求确定制造工艺是否能实现，包括模具制造、产品装配、外壳的喷涂、丝印、材质选择、须采购的零件供应等。

c.确定产品功能是否能实现，用户使用是否最佳。

d.进行具体的结构设计、确定每个零件的制造工艺。要注意塑件的结构强度、安装定位、紧固方式、产品变型、元器件的安装定位、安规要求，确定最佳装配路线。

e.结构设计要尽量减小模具设计和制造的难度，提高注塑生产的效率，降低模具成本和生产成本。

f.确定整个产品的生产工艺、检测手段，保证产品的可靠性。

模具设计

模具设计必须充分考虑产品的结构、装配，同时还需要考虑生产中产品的脱模以及水路排布、浇口分布等，以下简单介绍产品筋条及卡钩、螺母孔等位置的设计注意点。

筋条(Rib)的设计

使用PC或者ABS+PC时，Rib的厚度最好不大于壳子本体厚度的0.6倍。

高度不要超过本体厚度的3-5倍。

拔模角度为0.5-1.0度。

在Rib的根部导Rib厚度的40%-60%的圆角。·两根Rib之间的间距最好在壁厚的3倍以上。

卡勾的设计

卡勾的卡入尺寸一般在0.5mm-0.8mm。·钩子从分模面下沉0.2mm，有利于模具制造。

钩子和卡槽的咬合面留0.05mm的间隙，以便日后修模。

卡槽顶端于钩子底部预留0.3mm的间隙，作为卡勾变形的回弹空间。

卡槽最好做成封闭式的(在壁厚保证不缩水的情况下)，封闭面的肉厚0.3-0.5mm。

其余配合面留0.1-0.2mm的间隙。

钩子的斜顶需留6-8mm的行程。

钩子的尖端导0.1mm的圆角，以便拆卸。

卡勾配合面处可以自主导2度的拔模，作为拆卸角。

卡槽底部导R角增加强度，所以肉厚不一的地方导斜角做转换区。

螺母孔的设计

Boss的目的是用来连接螺钉、导销等紧固件或者是做热压时螺母的定位、热熔柱，设计Boss的最重要原则就是避免没有支撑物，尽量让其与外壁或者肋相连增加强度。

此外，模具铁料的厚度需要大于0.5mm;母模面拔模角最好大于3度。每增加千分之一英寸的咬花深度需增加一度的拔模角。

注塑工艺

手机外壳通常采用PC(聚碳酸酯)或者PC+ABS材料成型，由于PC的流动性比较差，所以工艺上通常采用高模温、高料温填充;采用的浇口通常为点浇口，填充时需采用分级注塑，找好过浇口位置以及V-P(注射–保压)切换位置，对于解决浇口气痕以及欠注飞边等异常会有很大的帮助。

以下为手机产品的成型条件要点，介绍熔体温度、模具温度、注塑速度、背压等成型参数的设定注意点。

熔融温度与模温

最佳的成型温度设定与很多因素有关，如注塑机大小、螺杆组态、模具及成型品的设计和成型周期时间等。一般而言，为了让塑料渐渐地熔融，在料管后段/进料区设定较低的温度，而在料管前段设定较高的温度。但若螺杆设计不当或L/D值过小，逆向式的温度设定亦可。

模温方面，高温模可提供较佳的表面外观，残留应力也会较小，且对较薄或较长的成型品也较易填满。而低模温则能缩短成型周期。

螺杆回转速度

建议40至70rpm，但需视乎机台与螺杆设计而调整。

为了尽速填满模具，注塑压力愈大愈好，一般约为850至1,400kg/cm2，而最高可达2,400kg/cm2。

背压

一般设定愈低愈好，但为求进料均匀，建议使用3至14kg/cm2。

注塑速度，射速与浇口设计有很大关系，使用直接浇口或边缘浇口时，为防止日晖现象和波流痕现象，应用较慢之射速。另外，如成品厚度在5MM以上，慢速射出有助于避免气泡或凹陷。一般而言，射速原则为薄者快，厚者慢。

从注塑切换为保压时，保压压力要尽量低，以免成型品发生残留应力。而残留应力可用退火方式来去除或减轻;条件是120℃至130℃约三十分钟至一小时。

常见缺陷排除

a.气痕：降低熔体过浇口的流动速率、提高模具温度。

b.欠注：提高注塑压力，速度、提高料温，模温、提高进胶量。

c.飞边：降低塑料填充压力、控制好V-P切换点防止过填充、提高锁模力、检查模具配合状况。

d.变形：控制模具温度防止模温差异产生收缩不均变形、通过保压调整。

e.熔接痕：提高模温料温、控制各段走胶流量防止困气、提高流动前沿温度、增加排气。

二次加工

手机外壳的后加工通常有：喷涂、套色喷涂、印刷、夹心印刷、电镀、真空蒸镀、热压螺母、退火、超声焊接等。

通过喷涂、电镀等后加工方法可以提高塑料的外观效果，同时可以提高塑料表面的耐摩性能;热压超声焊等后处理方法则可以增加一些嵌件便于组装;退火处理可以消除制品的内应力，提高产品的性能。

手机外壳从设计、开模、调试、生产、后处理整个流程都是环环相扣的，只有综合以下因素：合理的结构及外观设计、精确的模具、合理的工艺调试、稳定的生产和精湛的后处理才能生产出一套精美耐用的手机壳。

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双色注塑模具工艺，男士常用双色剃须刀的外壳注塑设计，经验分享

一. 产品分析

剃须刀外壳产品如图1所示，为了提升产品品牌价值，使产品使用手感舒适，剃须刀外壳采用了ABS和TPE两种材料组成，在硬胶ABS的基础上注塑软胶TPE.

从产品图可以看出，塑件的形状为不规则的曲面，内侧有互相平行的凹槽，外侧为弧形曲面不能存在分型夹线，因此，塑件的内侧和外侧都需要滑块抽芯。塑件外形的不规则性，对于双色模具的设计和制造来说带来了很大的难度，需要很高的模具制造精度。设计的双色模具是基于日精DC120T双色注塑机的，因此模具需要两套模胚。（关于欧洲模具双色模具转盘的设计，后续转文讲解，这里不再赘述）

图 1 剃须刀外壳产品图

实践表明，软胶TPE在硬胶ABS上的粘合力优异，属于理想的双色模具材料组合。

图2剃须刀外壳产品图

二. 模具设计要点

1.双色模具类型的选择:

欧洲的双色模具，大多是基于ARBURG(雅宝)注塑机设计的，一个料管水平，另一个料管垂直。ARBURG注塑机通过选择模块化的注塑单元，为不同的塑胶制品选择特定的机器配置。通过增加不同的注塑单元模块，实现单双色机器通用，ARBURG一台机器也可以实现立式机器和卧式机器兼用，可以发挥最大的效益。因此欧洲的双色模具，是从模具顶面和侧面两个不同方向注塑的，这样只需要一个模胚，模具的旋转是通过固定在注塑机动模侧的双色转盘实现的。而日本和台湾的双色注塑机，都是具有两套平行的注射系统。本文所

图3剃须刀外壳产品图

图4剃须刀外壳产品图

2.模胚设计:

两套模胚的双色模具，具有两个完全相同的后模，而两个前模型腔是不同的，用于注射不同的物料。这就要求两套模胚完全相同，由于需要互换配合，模胚需要具备很高的精度。一般要求模具的加工精度在0.01以内。注意模胚的导柱导套孔仍然需要基准角偏置，以防加工时出错，和普通单色模具一样。另外一点需要注意的是模具必须设计成三板模的形式，在一次注塑后，二次注塑前，水口料需要及时分离。