為了克服壁厚大可能引起的問題，使用是一種可減少壁厚并能增加剛性的有效方法。

一般來說，部件的剛性可用以下方法增強

• 增加壁厚；

• 增大彈性模量（如加大增強纖維的含量）；

• 設計中考慮。

如果設計用的材料不能滿足所需剛性，則應選擇具有更大彈性模量的材料。簡單的方法是增加塑料中增強纖維的含量。但是，在特定壁厚下，這種方法僅能使剛性呈線性增長。更有效的方法是使用經(jīng)過優(yōu)化設計的。由于慣性力矩增大，部件的剛性便會增大。在優(yōu)化的尺寸時，不但要考慮工程設計應當考慮的問題，還應考慮與生產(chǎn)和外觀有關的技術問題。

優(yōu)化的尺寸

大的慣性力矩可很容易地通過設置又厚又高的來實現(xiàn)。但是對熱塑性工程塑料，這種方法常會產(chǎn)生制品表面凹痕、內(nèi)部空洞和翹曲等問題。而且，如果的高度過高，在負荷下結(jié)構(gòu)將有可能膨脹。出于這種考慮，必須在合理比例內(nèi)保持的尺寸（見圖1）。

為確保帶的制品容易頂出，必須設計一個適當?shù)拿撃ｅF度（見圖2）。

防止材料堆積

對于表面要求非常高的組件，如汽車輪蓋，的尺寸是非常重要的。正確的設計可以減少組件形成表面凹痕的可能，以提高組件的質(zhì)量。的底部的材料積聚在圖1所示的圓中。這個圓的大小與的尺寸相關，應該越小越好，這樣才能減小或避免凹痕。如果圓太大，可能會形成內(nèi)部空洞，制品的機械性能將會非常差。

減少底部的應力

如果給一個有的組件以負載，則的底部可能會產(chǎn)生應力。在這一部位如果沒有圓弧，可能會產(chǎn)生非常高的應力集中（見圖3），通常會導致組件的斷裂和報廢。補救措施是建立一個半徑足夠大的圓?。▓D1），使肋底部建立更好的應力分布。

但如果圓弧半徑太大，也會增大上文提及的圓的直徑，而導致上文已經(jīng)提及的問題。

在塑料設計中，十字結(jié)構(gòu)是最好的，因為它能應付許多不同的負荷排列變化（圖4）。正確設計的可承受預期應力的十字結(jié)構(gòu)，可以確保在整個制品上的應力均勻分布。在的十字交叉處形成的節(jié)點（圖5）代表材料的積聚，但可以將節(jié)點中心挖空,以防止產(chǎn)生問題。還必須注意，不要在交叉處和組件的邊相交的地方形成材料積聚（圖6）。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計準則--加強筋篇

基本設計守則

加強筋在塑膠部件上是不可或缺的功能部份。加強筋有效地如『工』字鐵般增加產(chǎn)品的剛性和強度而無需大幅增加產(chǎn)品切面面積，但沒有如『工』字鐵般出現(xiàn)倒扣難於成型的形狀問題，對一些經(jīng)常受到壓力、扭力、彎曲的塑膠產(chǎn)品尤其適用。此外，加強筋更可充當內(nèi)部流道，有助模腔充填，對幫助塑料流入部件的支節(jié)部份很大的作用。

加強筋一般被放在塑膠產(chǎn)品的非接觸面，其伸展方向應跟隨產(chǎn)品最大應力和最大偏移量的方向，選擇加強筋的位置亦受制於一些生產(chǎn)上的考慮，如模腔充填、縮水及脫模等。加強筋的長度可與產(chǎn)品的長度一致，兩端相接產(chǎn)品的外壁，或只占據(jù)產(chǎn)品部份的長度，用以局部增加產(chǎn)品某部份的剛性。要是加強筋沒有接上產(chǎn)品外壁的話，末端部份亦不應突然終止，應該漸次地將高度減低，直至完結(jié)，從而減少出現(xiàn)困氣、填充不滿及燒焦痕等問題，這些問題經(jīng)常發(fā)生在排氣不足或封閉的位置上。

加強筋一般的設計

加強筋最簡單的形狀是一條長方形的柱體附在產(chǎn)品的表面上，不過為了滿足一些生產(chǎn)上或結(jié)構(gòu)上的考慮，加強筋的形狀及尺寸須要改變成如以下的圖一般。

長方形的加強筋必須改變形狀使生產(chǎn)更容易

加強筋的兩邊必須加上出模角以減低脫模頂出時的摩擦力，底部相接產(chǎn)品的位置必須加上圓角以消除應力集過份中的現(xiàn)象，圓角的設計亦給與流道漸變的形狀使模腔充填更為流暢。此外，底部的寬度須較相連外壁的厚度為小，產(chǎn)品厚度與加強筋尺寸的關系圖a說明這個要求。

圖中加強筋尺寸的設計雖然已按合理的比例，但當從加強筋底部與外壁相連的位置作一圓圈R1時，圖中可見此部份相對外壁的厚度增加大約50%，因此，此部份出現(xiàn)縮水紋的機會相當大。如果將加強筋底部的寬度相對產(chǎn)品厚度減少一半(產(chǎn)品厚度與加強筋尺寸的關系圖b)，相對位置厚度的增幅即減至大約20%，縮水紋出現(xiàn)的機會亦大為減少。由此引伸出使用兩條或多條矮的加強筋比使用單一條高的加強筋較為優(yōu)勝，但當使用多條加強筋時，加強筋之間的距離必須較相接外壁的厚度大。

加強筋的形狀一般是細而長，加強筋一般的設計圖說明設計加強筋的基本原則。留意過厚的加強筋設計容易產(chǎn)生縮水紋、空穴、變形撓曲及夾水紋等問題，亦會加長生產(chǎn)周期，增加生產(chǎn)成本。

產(chǎn)品厚度與加強筋尺寸的關系

除了以上的要求，加強筋的設計亦與使用的塑膠材料有關。從生產(chǎn)的角度看，材料的物理特性如熔膠的黏度和縮水率對加強筋設計的影響非常大。此外，塑料的蠕動(creep)特性從結(jié)構(gòu)方面來看亦是一個重要的考慮因數(shù)。例如，從生產(chǎn)的角度看，加強筋的高度是受制於熔膠的流動及脫模頂出的特性(縮水率、摩擦系數(shù)及穩(wěn)定性)，較深的加強筋要求膠料有較低的熔膠黏度、較低的摩擦系數(shù)、較高的縮水率。另外，增加長的加強筋的出模角一般有助產(chǎn)品頂出，不過，當出模角不斷增加而底部的闊度維持不變時，產(chǎn)品的剛性、強度，與及可頂出的面積即隨著減少。

頂出面積減少的問題可從在產(chǎn)品加強筋部份加上數(shù)個頂出凸塊或使用較貴的扁頂針得以解決，同時在頂出的方向打磨光潔亦有助產(chǎn)品容易頂出。從結(jié)構(gòu)方面考慮，較深的加強筋可增加產(chǎn)品的剛性及強度而無須大幅增加重量，但與此同時，產(chǎn)品的最高和最低點的屈曲應力(bending stress)隨著增加，產(chǎn)品設計員須計算并肯定此部份的屈曲應力不會超出可接受的范圍。

從生產(chǎn)的角度考慮，使用大量短而窄的加強筋比較使用數(shù)個深而闊的加強筋優(yōu)勝。模具生產(chǎn)時(尤其是首辦模具)：加強筋的闊度(也有可能深度)和數(shù)量應盡量留有馀額，當試模時發(fā)覺產(chǎn)品的剛性及強度有所不足時可適當?shù)卦黾?，因為在模具上去除鋼料比使用燒焊或加上插入件等增加鋼料的方法來得簡單及便宜?/p>

加強筋增強塑膠件強度的方法

以下是加強筋被置於塑膠部件邊緣的地方可以幫助塑料流入邊緣的空間。

置於塑膠部件邊緣地方的加強筋

不同材料的設計要點

ABS

減少在主要的部件表面上出現(xiàn)縮水情形，肋骨的厚度應不可是相交的膠料厚度的50%以上，在一些非決定性的表面肋骨厚度可最多到70% 。在薄膠料結(jié)構(gòu)性發(fā)泡塑膠部件，肋骨可達相交面料厚的80%。厚膠料肋骨可達100%。肋骨的高度不應高於膠料厚的三倍。當超過兩條肋骨的時侯，肋骨之間的距離應不小於膠料厚度的兩倍。肋骨的出模角應介乎單邊至以便於脫模容易。

ABS加強筋的設計要點

PA

單獨的肋骨高度不應是肋骨底部厚度的三倍或以上。在任何一條肋骨的後面，都應該設置一些小肋骨或凹槽，因肋骨在冷卻時會在背面造成凹痕，用那些肋骨和凹槽可以作裝飾用途而消除縮水的缺陷。

PBT

厚的肋骨盡量避免以免產(chǎn)生氣泡，縮水紋和應力集中。方式的考慮是會限制了肋骨尺寸。在壁厚於3.2mm (1/8 in) 以下肋骨厚度不應超過壁厚的60%。在壁厚超過3.2mm的肋骨不應超過40%。肋骨高度應不超過骨厚的3倍。肋骨與膠壁兩邊的地方以一個0.5mm(0.02 in) 的R來相連接，使塑料流動暢順和減低內(nèi)應力。

PC

一般的肋骨厚度是取決於塑料流程和壁厚。若很多肋骨應用於補強作用，薄的肋骨是比厚的要好。PC肋骨的設計可叁考下圖PS的肋骨設計要點。

PS
肋骨的厚度不應超過其相接壁厚的50%。經(jīng)驗告訴我們違反以上的指引在表面上會出現(xiàn)光澤不一現(xiàn)象。

PS置於中位的肋骨設計要點

PS置於邊位的肋骨設計要點

PSU

肋骨是可以增強了產(chǎn)品的撞擊強度和利用最經(jīng)濟的成本達致有效的結(jié)果。不良的設計是會使表面有收縮痕和非期望的撞擊強度。

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