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波纹、肋条和角撑板
通过将波纹、肋条或角撑板应用于零件的功能几何形状，可以提高其结构性能。
波纹、肋条和角撑板
功能
如果需要提高塑料零件的承载能力或刚度，则需要增加其截面特性或更换材料。有时，改变材料等级可能就足够了，例如使用更高的玻璃纤维含量。如果这还不够或由于其他原因不需要，则增加截面特性通常是解决方案。
在许多情况下，改善截面特性的最简单方法是增加零件的壁厚度。但是，正如这里提到的，这有其局限性。通过添加波纹或放置垂直于零件壁的肋条，可以获得额外的加固。添加波纹通常对零件重量和牵引装置时间的冲击较小，但添加肋条在增加刚度方面具有更大的潜力。此外，肋条允许零件的饰面或配合表面光滑，这对于美学或功能原因可能是有益的。
瓦楞纸
在设计中添加波纹可以使波纹方向上的平坦表面变硬（见图 1）。它们非常高效，不会增加大量额外的材料或延长牵引装置时间。额外的刚度是材料与零件中性轴的平均距离增加的结果，即增加第二转动惯量。
图1 - 波纹
肋条尺寸
添加肋条时，应应用以下尺寸标注准则（见图 2）：
- 肋的厚度应约为零件一般壁厚度的 50% 至 60%。超过此值可能会导致肋条对面的表面上出现凹痕。此外，它会在注射过程中对材料流动产生负面影响，可能导致焊缝和空隙。
- 肋条高度不应超过一般壁厚度的三倍，因为深肋条变得难以填充，并且在顶出过程中可能会粘在模具中。
- 在肋骨的侧面，应应用 1 - 1.5 度的牵伸角。这意味着肋骨略微变细，向顶部略微变薄。这使得零件更容易从模具中弹出。在低肋骨上，在特殊情况下，较小甚至没有拔模角度是可以接受的。但应该注意的是，这可能会导致外观缺陷，例如磨损痕迹或成型后弹出零件的问题。
- 在肋骨的底部，它与标称壁相交的地方，应包括一般壁厚度的25-50%的半径。建议最小半径为 0.4 mm。这将消除潜在的应力浓度，并改善肋骨周围的流动和牵引装置特性。当超过 50% 值时，材料质量会形成，从而增加模制残余应力、空隙或凹痕的风险。
- 两个平行肋之间的间距应至少是一般壁厚度的两倍。这可以防止模具产生易碎且有牵引装置问题的热刀片。
图2 - 肋条尺寸建议
肋骨放置
放置肋骨时，应遵循以下放置指南（见图 3）：
- 肋条最好设计成与熔体流平行，因为流过肋条会导致支流，导致气体滞留或犹豫。犹豫会增加内部压力和短镜头。
- 平行肋的间距应至少为标称壁厚度的两倍;这有助于防止牵引装置问题和在模具结构中使用薄刀片。
- 肋应沿弯曲轴定向，以提供最大的刚度。考虑图 3 中的示例，其中在末端简单地支撑一块长薄板。如果在长度方向上添加肋条，则板会显着变硬。但是，如果在板的宽度上添加肋骨，则几乎没有发现改善。
- 当将肋条添加到型材或盒形截面时，它们的位置和方向对获得的额外刚度有很大的冲击。如图 4 所示。
- 为了获得最大的性能和功能，肋骨和型材墙的中性线应在同一点相遇。但是，根据所选的具体尺寸和材料，可能会出现汇痕。这是可以避免的，但会导致几何形状变弱：
- 如果对角线肋略微分开，则刚性降低 35%。
- 如果在设计中增加一个短的垂直肋，扭转刚度将额外降低 5%（见图 5）。
图3 - 肋骨方向。
图 4 - 型材在扭转刚度和弯曲方面的比较。
图 5 - 扭转刚度和对扭转应力的耐受与肋连接到型材的方式的函数。
角撑板
角撑板可用于加固角落、侧壁和凸台。它们可以被视为肋骨的一个子集，这意味着肋骨尺寸和放置指南也适用于角撑板（见图 6 和图 7）。
图 6 - 角撑板指南。
图7 - 角撑板的高度。