今天科技的日新月異，推動(dòng)著3C產(chǎn)品快速更迭。本文將就3C產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單探討其模具制作的特點(diǎn)，以及3D打印在3C產(chǎn)品生產(chǎn)工藝上的應(yīng)用。

日常生活中3C產(chǎn)品隨處可見，主要包括計(jì)算機(jī)（computer）、通信（communication）、消費(fèi)（consumer）電子產(chǎn)品三大類。

科技發(fā)展日新月異，智能芯片、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和5G等先進(jìn)技術(shù)正不斷地淡化這三大類產(chǎn)品的界限。而傳統(tǒng)的家電也在這些技術(shù)的加持下向3C產(chǎn)品融合，逐步構(gòu)成智能家居生態(tài)鏈。

1.模具開發(fā)

人們對(duì)高品質(zhì)生活的追求從未止步，對(duì)3C產(chǎn)品的種類要求趨向多元化，對(duì)其品質(zhì)要求也越來越高。從模具的角度來看，3C產(chǎn)品的模具要求精度更高、開發(fā)周期更短且耐用性也更好。比如要開發(fā)一款掃地機(jī)器人，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始就需要考慮到模具的開發(fā)以及生產(chǎn)工藝流程。掃地機(jī)器人通常由主機(jī)與充電座構(gòu)成，將主機(jī)分解為多個(gè)部分：主體、動(dòng)力、電氣以及耗材。主體是指外殼與底板等外觀造型以及主體固定部分的結(jié)構(gòu)；動(dòng)力是指具有移動(dòng)、清掃和吸塵等功能的動(dòng)力構(gòu)成系統(tǒng)；電氣除了常規(guī)的電子控制以及布線之外，還包括傳感器、電池組、無線通信和智能芯片模塊等相關(guān)配件的組合；耗材主要是指可更換的配件，比如邊刷、主刷、塵盒濾網(wǎng)、水箱濾芯以及拖布等損耗件。

開發(fā)一款掃地機(jī)器人需要很多模具，為了適應(yīng)產(chǎn)品的快速迭代更新以及降低開發(fā)成本，就需要縮短模具開發(fā)周期以及開模的數(shù)量。之所以將掃地機(jī)器人主體進(jìn)行模塊化分解，目的就是進(jìn)行模具的精簡(jiǎn)整合。主體部分的模具基本每一次迭代都要新開；動(dòng)力部分的更迭主要是功率上的調(diào)整，比如根據(jù)吸力大小選用不同的電動(dòng)機(jī)，這個(gè)將在主體模具上進(jìn)行匹配調(diào)整；電氣部分的模具以互換為主，比如控制器電器盒，盡量設(shè)計(jì)成通用設(shè)計(jì)，而布線的更新也相應(yīng)在主體模具上進(jìn)行調(diào)整；耗材部分以不變?yōu)榛緶?zhǔn)則，盡量減少耗材模具的開發(fā)。按照這個(gè)設(shè)計(jì)理念，不但可以在模具上縮短開發(fā)周期、降低成本，還能在產(chǎn)品生產(chǎn)中減少產(chǎn)品零部件的種類以及特殊配件的庫存壓力，降低裝配的難度從而提高生產(chǎn)效率。

2.模具制作

模具雕銑機(jī)

在3C模具的制作中，還需要根據(jù)零部件的應(yīng)用場(chǎng)合選用合理的工藝進(jìn)行加工。比如流線型的產(chǎn)品外殼，選用高速加工中心進(jìn)行模腔精加工，可以提高曲面的精度并減少后序拋光的工作量。對(duì)表面粗糙度要求較高的復(fù)雜曲面，比如帶鉆石反光面的燈罩模具，除了可以選用高速加工中心，還可以選用鏡面電火花進(jìn)行模腔加工，使其表面粗糙度幾近一步到位。螺紋緊固是3C產(chǎn)品中的常見結(jié)構(gòu)，對(duì)于個(gè)別直徑較小的內(nèi)螺紋配件，除了可以用齒輪與鏈條傳動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)脫模，還可以借助慢走絲加工出咬合并相互滑動(dòng)的內(nèi)縮抽芯，以常規(guī)的頂出方式脫模。盡管上述特殊場(chǎng)合選用高端加工方法可以起到事半功倍的效果，但普通的加工中還是選用CNC、線切割等常規(guī)的加工工藝才能降低制作成本。

在3C產(chǎn)品的模具開發(fā)中，要加強(qiáng)模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且合理選用加工工藝。圖1是一款電氣控制模塊的外殼與塑料模具的局部視圖，整個(gè)外殼設(shè)計(jì)基本合理，但由于位置的局限，外殼的出線孔間隔不到1mm，這對(duì)于產(chǎn)品以及模具來說都是容易損壞的地方，特別是這個(gè)電氣控制模塊應(yīng)用在多款產(chǎn)品上，通用產(chǎn)品數(shù)量大更易損耗。所以在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要將模具的外殼出線口部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，將易損壞的部分做成鑲件。在外殼注塑生產(chǎn)的過程中一旦鑲件因碰撞或者磨損造成損壞，主管師傅可馬上在模具打開并且注塑機(jī)斷電的安全情況下直接待機(jī)更換鑲件，將模具損耗維護(hù)對(duì)生產(chǎn)所造成的損失大幅降低。這個(gè)鑲件的設(shè)計(jì)理念其實(shí)在外殼出線口設(shè)計(jì)的時(shí)候已經(jīng)形成，并且已考慮到除沉頭螺釘孔外整個(gè)鑲件直接用普通的線切割加工出來，將精度控制在0.1mm。模腔的鑲件配合位直接用CNC按鑲件實(shí)物配合加工出來，這樣既降低了線切割的難度又使后序模具組合更高效精準(zhǔn)。如果迭代產(chǎn)品需要增減或調(diào)整出線孔，便可以馬上設(shè)計(jì)出相應(yīng)的鑲件進(jìn)行互換，不僅大幅縮短了新品的開發(fā)周期，更是省下了新模具的開發(fā)費(fèi)用。

3.裝配流程

3C產(chǎn)品的裝配流程也是十分重要的一環(huán)，特別是在快速迭代的情況下，簡(jiǎn)單而精準(zhǔn)的夾具配合是高效裝配的利器。比如一些家電遙控器的裝配生產(chǎn)線，其夾具采用分組模塊化設(shè)計(jì)：對(duì)于成熟穩(wěn)定且恒定大批量的通用遙控器，用常規(guī)的加工方式制作出相應(yīng)的配套模塊；對(duì)于迭代的產(chǎn)品或者新開發(fā)的遙控器，將根據(jù)其形狀及流程，借助3D打印機(jī)快速制作出相應(yīng)的配套模塊。這樣不但可以縮短新夾具的生產(chǎn)周期，降低開發(fā)成本，而且原有的裝配鏈無需大幅改動(dòng)，縮短了換產(chǎn)的調(diào)整時(shí)間。

得益于3D打印的高效，新品試裝還可以快速進(jìn)行夾具模塊的調(diào)整或更換。如今的3D打印技術(shù)不但可以打印出PLA、ABS等硬質(zhì)塑料，還能打印出TPU等彈性塑料。通過打印出合理過盈配合的彈性模塊，可減少傳統(tǒng)硬性模塊還需要手工添加彈性過渡材料的瑣屑步驟，使之貼合得更穩(wěn)固。除此之外，還能進(jìn)行帶風(fēng)道的隨形打印，取代傳統(tǒng)而死板的塑料吸盤，使外殼等配件的裝配變得更加穩(wěn)定可靠。

未來，3C產(chǎn)品將與我們的生活融為一體，智能生態(tài)鏈將不斷地對(duì)人們的生活賦予新的定義。

本文發(fā)表于《金屬加工（冷加工）》2019年第11期 頁，作者： 江門市新會(huì)區(qū)會(huì)城邦諾模具加工部柯秉光，原標(biāo)題：《3C產(chǎn)品的模具制作與生產(chǎn)工藝略談 》。僅供學(xué)習(xí)參考，如涉及版權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。