1.4.7 支柱设计规范

支柱凸出胶料壁厚用于装配产品、隔开物件及支撑其他零件之用。空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺钉等。这些应用均要有足够强度的支持压力而不致于破裂。

支柱尽量不要单独使用，应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用，目的是加强支柱的强度致使胶料流动更顺畅。此外，过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气，所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的2.5倍。加强支柱的强度的方法，尤其是远离外壁的支柱，除了使用加强筋外，三角加强块（Gusset plate）的使用也十分常见。

一个品质好的螺钉/支柱设计组合取决于螺丝的机械特性及支柱孔的设计，一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部分紧固件产生的应力。因此，从装配的角度考虑，局部增加胶料厚度是有必要的。但是，这会导致不良的影响，如形成缩水痕、空穴或增加内应力。因此，支柱的导入孔及穿孔（避空孔）的位置应与产品外壁保持一段距离。支柱可远离外壁独立存在或使用加强筋连接外壁，后者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力，更有助于胶料填充及减少因困气而烧焦情况的出现。同样，远离外壁的支柱也应辅以三角加强块，三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。

收缩痕的大小取决于胶料的收缩率、成型工序的参数控制、模具设计及产品设计。使用过短的顶针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利于收缩痕的减少；然而，支柱的强度及抵抗外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。因此，支柱的设计需要从这两方面取得平衡。图1-20所示为支柱位置设计的要点。

图1-20 支柱的位置设计

不同材料的设计要点有以下几种。

1.ABS

一般来说，支柱的外径是内径的2倍已足够。有时这种方式导致支柱壁厚等于或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及高成型应力。严格来说，支柱的厚度应为胶料厚度的50%～70%。虽然此种设计方式中支柱不能提供足够强度，但已改善了表面缩水的情形。斜骨可以加强支柱的强度，可由最小的尺寸延伸至支柱高的90%。如果柱位接近边壁，则可用一条肋骨将边壁和柱相互连接来支持支柱，如图1-21所示。

图1-21 ABS材料的支柱设计

2.PBT

支柱通常用于机构装配，如收螺钉、紧压配合、导入装配等多数情形，支柱外径是内孔径的2倍就已足够。支柱设计犹如肋骨设计的观念。太厚的切面会产生部件外缩水和内部真空的情况。支柱的位置在边壁旁时可利用肋骨相连，则内孔径的尺寸可增至最大，如图1-22所示。

图1-22 靠在旁边式的支柱设计

3.PC

支柱是大部分用做装配产品，有时用做支撑其他物件或隔开物体。甚至一些很细小的支柱最终会热熔后作内部零件固定用。一些放于边位的支柱需要一些肋骨作为互相依附，以增加支柱强度，如图1-23所示。

图1-23 支柱在边位时与筋骨的配合设计

4.PS

支柱通常用于打入件、收螺钉、导向针、攻牙或作紧迫配合。尽可能避免独立支柱而无任何支撑。应加一些肋骨以加强其强度。若支柱离边壁不远应用肋骨将柱和边连在一起，如图1-24所示。

图1-24 支柱靠近边壁的设计