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行業案例
CASE
行業/分類：其他手板模型加工
加工方式: 壓鑄加工 使用材料: 鋁合金
最小精度: 0.1mm 生產周期: 2~7天
產品尺寸: 18cm*8cm*2cm
后處理: 打磨
案例介紹
在壓鑄加工電源外殼手板模型時，需重點考慮電磁屏蔽性能、散熱結構、模具設計合理性以及量產可行性。以下是關鍵步驟和注意事項：
1. 材料選擇
- 核心需求：
- 電磁屏蔽：優先選擇鋁合金ADC12（流動性好、成本低）或鎂合金AZ91D（輕量化、屏蔽性能更優）。
- 散熱需求：若需高導熱性，可選純鋁（如AlSi12，導熱系數≈160 W/(m·K)）。
- 耐腐蝕性：表面需陽極氧化或電鍍處理（如鍍鎳）。
- 替代方案：
- 小批量驗證可用鋅合金ZA-8（易加工、表面光潔度高）。
2. 模具設計要點
- 分型面設計：
- 分型線避開外觀面（如Logo區域），隱藏于側面或底部。
- 復雜內腔采用滑塊結構，確保脫模順利（如散熱孔、接口凹槽）。
- 澆注系統優化：
- 澆口位置靠近壁厚區域（如安裝柱），減少填充阻力。
- 流道截面采用梯形設計，降低湍流和卷氣風險。
- 排氣與溢流槽：
- 排氣槽深度0.05~0.1mm，布局在金屬液最后填充區域（如邊角）。
- 溢流槽容量占零件體積5%~10%，用于容納冷料和氣體。
3. 壓鑄工藝參數
- 溫度控制：
- 鋁液溫度：660~680°C（ADC12），模具預熱溫度150~200°C。
- 模溫機分區控溫，確保散熱片區域快速冷卻。
- 壓力與速度：
- 注射壓力：鋁鑄件60~100MPa，薄壁區域（<2mm）需高壓高速填充。
- 壓射速度：3~5m/s，避免金屬液提前凝固。
- 保壓與冷卻：
- 保壓時間≈壁厚×1.5（秒），如3mm壁厚保壓4.5秒，減少縮孔。
- 冷卻時間占總周期30%~50%，通過模溫機精準控制。
4. 結構設計關鍵點
- 壁厚均勻性：
- 主體壁厚2.5~3mm，局部加強筋厚度≥1.5mm（避免應力集中）。
- 散熱片厚度1~1.5mm，間距≥2mm，高度≤15mm（防止填充不足）。
- 安裝與密封結構：
- 螺絲柱根部加圓角（R≥0.5mm），預埋銅螺母（防松動）。
- 接縫處設計0.2~0.3mm密封槽，適配橡膠圈或硅膠墊。
- EMI屏蔽設計：
- 結合導電涂層（如鍍層）或增加金屬接觸彈片結構。
5. 后處理與檢測
- 去毛刺與整形：
- 重點處理分型線、散熱孔邊緣，使用振動拋光或CNC精修。
- 表面處理：
- 噴砂+陽極氧化：提升耐磨性和電磁屏蔽效果（如黑色硬質氧化）。
- 導電噴涂：內壁噴涂導電漆（表面電阻≤0.1Ω/sq）。
- 功能測試：
- 氣密性：施加0.5~1MPa氣壓，檢測泄漏率（≤0.1mL/min）。
- EMI測試：30MHz~1GHz頻段內屏蔽效能≥60dB。
- 散熱模擬：紅外熱像儀監測高功耗區域溫升（對比設計值）。
6. 成本控制策略
- 快速試模：
- 使用鋁模（壽命≈5000次）替代鋼模，降低初期成本。
- 3D打印砂芯驗證復雜內腔結構（如散熱風道）。
- 模擬分析：
- 通過MAGMA/ProCAST軟件優化澆注系統，減少試模次數。
- 小批量驗證：
- 首輪試產50~100件，重點檢測尺寸穩定性和裝配兼容性。
7. 常見問題與解決
- 氣孔/縮孔：
- 優化排氣設計，提高注射速度，或采用真空壓鑄。
- 局部加壓：對厚壁區域延長保壓時間。
- 變形翹曲：
- 增加加強筋或調整頂出位置（避免頂針力不均）。
- 時效處理：鋁合金加熱至150°C，保溫2小時釋放應力。
- 表面流痕：
- 提高模溫至200°C以上，減少冷隔。
8. 手板應用場景
- 功能驗證：測試散熱效率、電磁兼容性（EMC）、防水等級（IP67）。
- 客戶確認：提供帶表面處理的全功能樣品，用于訂單確認。
- 小批量交付：替代傳統開模周期，快速響應市場需求（500~1000件）。
9. 替代方案對比
| 方案 | 優勢 | 劣勢 |
|---|---|---|
| 壓鑄鋁合金手板 | 高精度、量產一致性 | 模具成本高（鋼模≈￥10萬~30萬） |
| CNC加工鋁合金 | 免開模、快速迭代 | 成本高（單件≈壓鑄的3~5倍） |
| 3D打印（SLM鋁） | 適合復雜內腔結構 | 表面粗糙、后處理耗時 |
通過合理設計、精準工藝和嚴格測試，壓鑄電源外殼手板模型可有效驗證量產可行性。若時間緊迫，可結合CNC加工關鍵部位（如精密接口）與壓鑄主體結構，平衡效率與成本。
