工業產品設計中有哪些手板件的常用制作方法

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twq19810302

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發表于 2022-12-8 14:03:48 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本帖最后由 twq19810302 于 2022-12-8 14:06 編輯

“手板”屬于地方性行業用語，專業術語稱之為：樣件、驗證件、樣板、等比例模型等等。手板在不同的地方亦稱為首板（廣東叫法）。通俗點講，產品在定型前少量制造的驗證樣件。

剛設計完成產品一般不能做到很完美，甚至無法使用，直接生產一旦有缺陷將全部報廢，大大浪費人力物力和時間。

所以，通常剛研發或設計完成的產品均需要做手板（prototype），需要模具生產的產品，通常會根據產品外觀圖紙或結構圖紙先做出一個或幾個，用來檢查外觀或結構合理性的功能樣板。

手板就是在沒有開模具的前提下，驗證產品可行性的。手板一般情況是少數的樣品，制作周期短，損耗人力物力少，很快地找出產品設計的不足進而改善，為產品定型量產提供充足的依據。

制作手板的方式有很多種，不同的工藝各有優缺點。

1、泥雕

用油泥手工雕刻成一個立體產品稱之為泥雕，在工業制造初期沒有自動化設備時，做手板都是用泥雕雕刻成型。

泥雕所采用的材料是硬油泥，一般是采用人工雕刻的方法進行。雕刻師根據產品的設計概念或參照設計圖片，利用油泥堆砌和雕刻，最后得到產品外觀的油泥模型。

要想得到一個高質量的外觀模型，對于雕刻師的美感和藝術觸覺要求都比較高，所以成本相對更高。

2、CNC精雕機加工

CNC雕刻機加工是比較傳統的手板制作工藝，擅長小刀具精加工，具備銑削、磨削、鉆孔和高速攻絲的能力，被廣泛應用于3C行業、模具行業、醫療行業等多個領域。

CNC精雕機加工工藝生產出的手板，能非常精確的反映圖紙所表達的信息，而且手板表面質量高，尤其在其完成表面噴涂和絲印后，甚至比開模后生產出來的產品還要光彩照人。

CNC加工方式適合材料韌性要求高、產品大、精度高的產品。適合材料包括有機玻璃、樹脂、木頭、金屬（包括銅、鋁、硬度小于HRC40的軟鋼）等。

制作手板的CNC設備多數是3軸機器，一些結構復雜的工件需要拆分開加工再手工拼接起來，因為3軸機單次只能加工一個面。

3、3D打印成型

3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

3D打印存在著許多不同的技術，它們的不同之處在于以可用的材料的方式，并以不同層構建創建部件。

3D打印常用材料有樹脂、尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、不銹鋼、鋁材料、鈦合金、鍍銀、鍍金、石膏材料、橡膠類材料等。

3D打印成本低（材料利用率高）、周期快、操作簡單、精度高，不限產品結構的復雜程度，都可以一體成型。這種成型方式最受青睞，它是傳統加工方式的一種重要補充而不是替代。

4、硅膠復模成型

硅膠復模成型工藝是指在真空條件下對澆注料進行脫泡、拌和、預熱、注型，并在60℃-80℃的恒溫箱中進行2-3小時的二次固化成型的過程。

硅膠復模制作出的仿制品，能夠到達ABS等原料的強度和硬度。利用一個硅膠模具可以做出20多件同樣的產品。大大降低了產品的開發費用、周期和風險。

結構較為雜亂、壁厚均勻、滿足一定功能和外觀要求的小批量樣件，開鐵模具成本高，周期長，可以選擇硅膠復模制作成型。

硅膠復模能制造的材料有ABS、PC、PP、軟膠、PMMA、尼龍、PVC等等。

硅膠復模的缺點：模具不耐酸堿，不耐老化，壽命短，模具表面易出現痕跡、條紋、不光滑現象，因為模具是軟模，公差在0.1-0.2mm的范圍，所以產品精度不高。