導讀:
當偏振光穿過一個存在内應力的透明塑膠件時,即可在塑膠件上産生五彩斑斓的條紋圖,看上去非常美。
而對于我們産品設計工程師來說,在美的外表下需要關注的是什麼原因使得五彩斑斓圖形的産生----注塑内應力,并能夠通過産品設計的方法來降低内應力,進而提高塑膠件的強度和品質!
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<h1 class="pgc-h-arrow-right">産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈
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當偏振光穿過一個存在内應力的透明塑膠件時,即可在塑膠件上産生五彩斑斓的條紋圖。
忘記塑膠件設計的枯燥,一起來欣賞一組美圖。
原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示
原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示
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<h1 class="pgc-h-arrow-right">光彈法</h1>
什麼是光彈法:
光彈性實驗方法(簡稱光彈法)是利用某些透明材料(如聚碳酸酯PC等)在受力(包括内應力)變形時産生光學各向異性的特點,根據偏振方向不同的光線的光程差确定主應力內插補點;利用同色條紋圖像,可得到模型中的應力狀态和分布。
光彈法是一種光學的應力測量方法,在光測彈性儀上進行,先用具有雙折射性能的透明材料制成和實際構件形狀相似的模型,受力後,以偏振光透過模型,由于應力的存在,産生光的暫時雙折射現象,再透過分析鏡後産生光的幹涉條紋,在螢幕上顯示出具有明暗條紋的映象,根據它即可推算出構件内的應力分布情況,是以這種方法對形狀複雜的構件尤為适用。
光彈法的具體實驗過程請看視訊。視訊很精彩,推薦觀看(從20秒開始)。
針對塑膠件,偏振光下幹涉條紋圖的解讀為:
這些幹涉條紋顯示塑膠件上的應力分布,包括應力集中區域和低應力區域。幹涉條紋密集、雜亂的區域是應力集中區域,而幹涉條紋單一的區域是低應力區域或無應力區域。條紋之間的距離代表應力變化的梯度,相同的顔色代表該區域内應力均勻分布。
有圖有真相。
原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示 <h1 class="pgc-h-arrow-right">3</h1>
<h1 class="pgc-h-arrow-right">對工程師的啟示</h1>
看了那麼多的圖,大家有沒有看出一些端倪嗎?從塑膠件的設計角度來看,這對工程師有哪些啟示呢?
1. 尖角的地方容易産生應力集中
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原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示 2. 壁厚急劇變化的地方容易産生應力集中
原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示 3. 塑膠熔料流動方向發生急劇變化的地方容易産生應力集中
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原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示 4. 孔周圍容易産生應力集中
原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示 5. 澆口附件容易産生應力集中
原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示 6. 從塑膠件表面來看,熔接痕僅僅是一條不起眼的痕迹(甚至看不出痕迹),光彈法揭露了熔接痕的真實面目:兩個熔流的關系如同冰與火之歌,根本上就沒有融合成一體。這就造成了熔接痕區域的強度較主體低很多。
原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示
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原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示 以上種種給工程師的啟示是:全面遵循《面向制造和裝配的産品設計指南》一書中的各種設計指南以及本頭條号中提到的各種設計指南,真的非常有必要,這是全體老工程師的智慧結晶。不要等到産品設計出現品質問題,再後悔也來不及。
—END—
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原來塑膠件也可以很美,而美的背後卻隐藏着重大注塑缺陷--内應力1産品設計不缺少美,缺少的是發現美的心靈2光彈法3對工程師的啟示 關于作者:
鐘元,2011年出版書籍《面向制造和裝配的産品設計指南》(DFMA)。
2020年即将出版《面向成本的産品設計:降本設計之道》(DFC)。
歡迎關注“降本設計”頭條号。“降本設計”專注于面向制造和裝配的産品設計(DFMA)、面向成本的産品設計(DFC)等産品設計知識和理念分享,幫助工程師成長和提高技能,幫助企業降低産品成本