開模前必看的設計原則

在 3D 圖檔中看似完美的瓶子或油箱，為何一開模就問題百出？壁厚不均、角落破裂、嚴重翹曲，這些都是昂貴的模具修改與量產失敗的根源。

中空成型的可製造性設計 DFM，與射出成型截然不同。射出成型是關於材料的填充，而中空成型則是關於材料的拉伸。

一個優秀的 DFM 設計，是在繪圖階段就管理好塑膠型胚的拉伸行為。遵循以下 10 個關鍵原則，是您省下 30% 模具修改費、確保專案成功的保證。

1. 拔模角：脫模的基礎

這是最基本的原則。拔模角是零件側面相對於脫模方向的微小傾斜。塑膠冷卻時會收縮並緊緊抱住模具，如果沒有拔模角，產品頂出時會產生刮痕，甚至卡死。

• 專業建議： 擠出中空成型 EBM 至少需要 3 度，射出中空成型 IBM 至少需要 1-2 度。

2. R 角：防止破裂的關鍵

塑膠型胚在吹脹時，不喜歡尖銳的轉角。尖銳的內外R角會強制材料過度拉伸，導致該處壁厚變得極薄，甚至直接破裂。

• 專業建議： R 角是材料流動的路標。所有轉角都應盡可能圓滑，內 R 角半徑至少應等於 2 倍的材料壁厚，R 角越大，壁厚越均勻。

3. 控制吹脹比

吹脹比是指模具型腔的最大直徑與型胚的原始直徑的比例。這是決定壁厚均勻度的核心參數。

• 專業建議： 吹脹比過大，代表型胚需要被拉伸得非常薄才能填滿模腔。應盡可能將比例控制在 3:1 以內，以確保底部和角落有足夠的材料強度。

4. 避免大面積平面

大面積、平坦的表面是中空成型品翹曲變形的重災區。原因是塑膠在冷卻過程中收縮不均，平坦的表面缺乏結構支撐，會向內凹陷或向外翹曲。

• 專業建議： 在大平面上設計淺淺的加強肋，或使其表面帶有微小的弧面或冠狀，就能大幅提升結構剛性，有效抵抗收縮變形。

5. 加強肋的正確設計

中空成型的肋與射出成型的肋完全不同。射出成型的肋可以做得又高又薄，但中空成型無法。

• 專業建議： 肋必須設計成寬且淺的圓滑凸起。如果肋太高太窄，型胚在拉伸時將無法填滿，只會形成拉絲或破洞。

6. 瓶底的內凹設計

在擠出中空成型 EBM 中，型胚的底部是被模具夾斷並熱熔密封的。這條夾斷線是產品外觀的一部分，且底部若為平面，會因冷卻收縮而不穩定。

• 專業建議： 應將瓶底設計為內凹式，這樣可以將夾斷疤痕隱藏起來，並創造一個穩固的站立環，確保瓶子能平穩放置。

7. 把手的根部設計

EBM 能一體成型把手是其巨大優勢，但把手與瓶身的連接處也是應力集中點。

• 專業建議： 把手與瓶身連接的根部，必須使用盡可能大的 R 角過渡。R 角過小會導致結合線脆弱，使把手在受力時輕易斷裂。

8. 考量夾斷線位置

擠出中空成型的夾斷線，是產品上最脆弱的區域。

• 專業建議： DFM 階段就必須規劃夾斷線的位置。應避免將其放置在產品的主要受力面或外觀要求最高的區域。

9. 預留修邊的加工區域

擠出中空成型必然會產生毛邊。在自動化生產中，這些毛邊需要被機器人或刀具裁切。

• 專業建議： 應在 DFM 階段就為裁切刀具預留足夠的空間，並設計易於定位的特徵。若忽視修邊工序，會導致後加工成本大增或根本無法自動化。

10. 表面紋理與文字

在模具上蝕刻的紋理或文字，在吹脹過程中會被拉伸。

• 專業建議： 所有文字或 Logo 都應設計得寬、淺、且圓滑。過於尖銳或深刻的圖樣，會因材料拉伸不足而導致細節模糊不清。