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押出成型 DFM 設計指南:產品開發者必懂的 5 大關鍵原則

在產品開發中,導入製造可行性設計DFM, Design for Manufacturability)是連結概念與量產的關鍵橋樑。對於採用押出成型的產品(如型材、管件、密封條)而言,在設計初期就遵循 DFM 原則,能大幅降低模具成本、縮短開發週期並顯著提升產品質量。

以下是產品開發人員在設計押出件時,必須掌握的 5 個核心原則。

1. 保持均勻一致的壁厚

這是押出設計中最重要的原則。如果產品的壁厚差異過大,較薄的部分會冷卻較快,而較厚的部分冷卻較慢。這種冷卻不均勻會產生內部應力,最終導致產品翹曲、變形或尺寸不穩定。盡可能保持整個剖面壁厚一致,是確保成品精度的首要條件。

2. 多使用圓角,避免尖銳直角

在設計中應盡量使用圓角來取代尖銳的直角。

  • 簡化模具: 尖角會增加模具加工的難度與成本,也更容易磨損。
  • 增加強度: 圓角有助於分散應力,而尖角會造成應力集中點,使產品在該處變得脆弱易裂。
  • 改善流動: 圓角能讓熔融的塑膠流動更順暢,減少模具內的阻力。

3. 了解並設定合理的公差

產品開發者必須理解,押出成型在精密度上天生就不如 CNC 加工射出成型。塑膠在冷卻過程中會收縮,要達到極度嚴苛的公差非常困難且成本高昂。在不影響功能的前提下,應盡量放寬公差範圍。在設計圖上明確標示出關鍵尺寸的公差,並與製造商充分溝通。

4. 盡可能簡化剖面設計

剖面設計越複雜,生產控制的難度就越高。過於複雜、不對稱或帶有過多中空腔體的設計,會使塑膠流動難以預測,導致壁厚不均或成品缺陷。在滿足功能需求的前提下,盡可能追求對稱、簡潔的設計,有助於提高生產良率與穩定性。

5. 早期確認材料特性

材料的選擇(如 PVC, ABS, PC 或 TPE)會直接影響設計。不同材料的流動性、收縮率、硬度與耐候性截然不同。一個適用於硬質 PVC 的設計,可能完全不適用於軟質 TPE。必須在設計初期就將材料特性納入考量,以確保設計與材料能夠完美匹配。

總結

遵循押出的 DFM 原則,能讓您的設計從一開始就站在有利的基礎上。透過均勻壁厚、使用圓角、設定合理公差、簡化設計並考量材料特性,您將能更順利地將產品投入量產,並有效控制成本。