今天科技的日新月異，推動著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)

人們對高品質(zhì)生活的追求從未止步，對3C產(chǎn)品的種類要求趨向多元化，對其品質(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)分解為多個部分：主體、動力、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)；動力是指具有移動、清掃和吸塵等功能的動力構(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)行模具的精簡整合。主體部分的模具基本每一次迭代都要新開；動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機(jī)，這個將在主體模具上進(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)計成通用設(shè)計，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)。按照這個設(shè)計理念，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)，對于個別直徑較小的內(nèi)螺紋配件，除了可以用齒輪與鏈條傳動進(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的內(nèi)縮抽芯，以常規(guī)的頂出方式脫模。盡管上述特殊場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，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，整個外殼設(shè)計基本合理，但由于位置的局限，外殼的出線孔間隔不到1mm，這對于產(chǎn)品以及模具來說都是容易損壞的地方，特別是這個電氣控制模塊應(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)計的時候，需要將模具的外殼出線口部分進(jìn)行模塊化設(shè)計，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)對生產(chǎn)所造成的損失大幅降低。這個鑲件的設(shè)計理念其實(shí)在外殼出線口設(shè)計的時候已經(jīng)形成，并且已考慮到除沉頭螺釘孔外整個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：對于成熟穩(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，縮短了換產(chǎn)的調(diào)整時間。

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： 江門市新會區(qū)會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)請聯(lián)系刪除。