粉末注射制品的設計和常規的塑料注射成型制品或壓鑄制品的設計相似,只是由于注射成型的材料性能不同,其尺寸與收縮率不同。在設計粉末注射成型制品形狀時必須考慮到:①模具型腔必須能夠被注射料完全充滿以形成制品的全部形狀;②注射料固化必須無損于零件成型坯 ;③成型坯必須可從模具中推出且不產生變形并可進行進一步加工。
粉末注射成型制品的設計應注意以下幾個方面:
(1)脫模斜度 為便于從模具中取出成型的制品,制品壁都應帶有脫模斜度,脫模斜度的大小由制品形狀的復雜程度而定。為便于制作模具,一個制品上所有的脫模斜度應盡量相同。
(2)壁厚 成型制品各處的壁厚應盡量均勻一致,壁厚不同會導致成型零件扭曲,產生內應力、空洞、開裂及凹陷,另外還可能導致收縮不均勻、影響尺寸精度,零件壁厚[敏感詞]圓溜溜1.3~6.3mm。
(3)孔 用型芯成型孔可將橫截面減小到規定的范圍之內,獲得均一壁厚,減小材料消耗,并減少或避免切削加工。孔的方向[敏感詞]平行于模具開模方向產垂直于分型面。[敏感詞]采用通孔,不用盲孔,因為成型通孔的 型芯可支撐在兩端,而成型以便于型芯密封。
(4)加強筋 加強筋除用于增大薄壁的強度與剛度,避免出現厚截面外,還可以改善注射料的流動與限制變形。加強筋的厚度不得大于鄰接壁的壁厚。在結構上需要較厚的加強筋時,應用多條加強筋替代。加強筋可能導致鄰接壁反而產生凹陷、翹曲變形等。
(5)倒角與圓角 倒角與圓角的合理應用可減小零件轉角處的應力,對產品功能是有益的。倒角與圓角能夠避免導致模具開裂或磨蝕尖角,并有利于注射料注入模具型腔中,因此對于注射成型工藝過程也是有利的。對于大多數金屬粉末注射成型零件都推薦采用半徑為0.4~0.8mm的倒角。
(6)尺寸精度與表面粗糙度 粉末注射成型工藝的優勢之一是能夠控制注射成型零件燒結時的收縮以獲得精密公差。尺寸公差一般可保持在名義尺寸的±(0.3%~0.5%)范圍之內,下限為±0.025mm,角度公差一般為0.5o。鑒于粉末顆粒的孔隙度較低,金屬粉末注射成型零件的表面粗糙度一般為Ra8μm。
其他功能性與裝飾性形狀,如標記、滾花、零件號及型腔號之類的形狀細節都 易于在模具中成型,但不能成型于平行或接近平生一截模具開模方向的模具零件表面上。