6 我们公司的实际情况:
a.客户给出他自己的idea,一张JPG图片格式或者是扫描出来的手绘图
b.在AutoCAD里描线,产生产品各个角度的视图和剖截面以及尺寸
c.在三维软件如PRO/E里画出基本的外形,然后逐渐完善细节,拆分零件
d.将三维图挡交给模具厂加工
7 建模完成
就象大楼的框架已经构建好了,现在可以依托框架由下而上,完善每一个楼层了;以一款电子产品为例,介绍一下一个完整产品的结构设计过程;
这款电子产品的设计,我的做法是:
LENS结构-----LCD结构-----夜光结构-----通关柱结构-----防水结构------按键结构------
PCB结构-----电池结构-----辅助结构-----尺寸检查------手板跟进------模具跟进
LENS结构:
一般镜片要求1.5mm,条件不足也可以是1.0mm,手机镜片还可以再薄点;(注意:如果要丝印尽量把丝印面做成平面;手机镜片受外形影响,两侧都是曲面
的,可以用模内转印)镜片要固定,通常用双面胶,双面胶需预留0.15-0.20mm的空间,也有镜片做扣固定的;如果有防水要求,镜片还可以用超声波
焊接,不过结构上要预留超声波线;
LCD结构:
对电子产品来说,LCD(液晶显示屏)就象她的眼睛,结构的好坏直接影响到显示的效果;LCD通常做成方形,必要时可以切角,做成多边形;LCD厚度通常是
2.70mm,超薄的也有1.70mm;单块的LCD需和主板(以下称COB)相连才能显示,常用连接方式有导电胶条和热压斑马纸;其中导电胶条要有预
压量,通常预压量为10%-15%,预压量太少LCD容易缺画,预压量太多LCD容易被顶绿;热压斑马纸不需预压,但成本较高,连接时要用到热压啤机,
PITCH脚位密的还要用到精密热压啤机;LCD与LENS不能直接贴合,贴合容易产生水纹.也有LCD直接固定在LENS上的情况,我在LENS的VA
显示区开了一个方形凹槽,间隙留足0.30mm;通常LENS外装,LCD内装,中间用面壳隔开,面壳局部掏胶至少0.50mm;LENS到LCD之间也
要保持洁净,通常做成封闭结构,数码产品中LCD常做成组件,用铁框或塑料框包成一个整体,内有PCB,IC,信号由一片软性PCB输出,末端有插头,装
拆方便.数码产品中LCD组件与面壳之间留0.30mm的间隙,用0.50mm的海绵隔开,也可以防尘;
夜光结构:
常用的夜光光源有LAMP(灯),LED(发光二极管),EL片,常用的夜光结构有反光罩,反光片,EL支架等;LAMP光较散,通常配合反光罩使用,反光
罩成锅状,内喷白油,LAMP套上不同颜色的灯套,可得到红绿蓝等彩色效果.LAMP也可配合反光片使用;LED光路较为集中,通常配合反光片使用,为
有效提高亮度,反光片厚度最好大于2.0.反光片可做成楔型(横截面),背面喷白油,光线从侧面进入,可均匀反射到前面,如果想提高亮度,可在侧面也喷上
白油(入光口除外),以减少光线流失.LED本身有红,橙,绿,蓝,紫等彩色供选择;EL片的发光效果比较均匀,配合EL支架和EL导电胶条使用,有绿
色,蓝色可供选择,通常做成与LCD显示区域一样形状,一样大小,EL片使用时,需用火牛升压供电,故成本较高;
笔记本电脑的反光结构较特殊,我见过一款笔记本的反光结构,是用圆形的LED射入一根长的玻璃棒,玻璃棒均匀发亮再从反光片侧边均匀进入,得到相当不错的背
光效果.反光片的背面还有一些圆形结构的小凸点,光线在小凸点位置发生漫射,就象一个小光源一样亮,在靠近玻璃棒位置小凸点比较疏,而远离玻璃棒位置小
凸点比较密,这样整个反光片的亮度都比较均匀了.手机和MP3的夜光结构直接做到OLED组件里面了,设计时省事不少;另外,投影钟把时间直接投影到墙
上,其结构是用高亮的红色LED圆灯,照射反
白的LCD,得到时间的显示,然后通过两个凸透镜放大射到墙上,至于清晰度则是调节两个凸透镜间的距离实现的;最后提一点,要用到夜光结构的LCD通常是
半透明的或超透明的,
通关柱结构和防水结构:
通关柱是连接面壳和底壳的螺丝柱,其结构直接影响到整机的装配效果和可靠性;通关柱可以在结构设计的最后再做,但规划应该在建模的时候就考虑清楚,例如一款
产品因为要做防水结构,防水圈是围绕通关柱设置的,所以先把通关柱位置定下来;通关柱的设计先要考虑整机受力情况,一般要求吃牙深度至少在3圈以上,孔
内要留容屑空间0.30mm以上;有通关柱的地方外壁较厚,易导致缩水影响外观,通常在螺丝孔底部减薄壁厚至1.00mm;挂墙钟通关柱通常用
2.60mm的螺丝,螺丝内径2.20mm,螺丝外径5.00mm,螺丝间距拉得较宽;小电子产品通关柱通常用2.00mm的螺丝,螺丝内径
1.60mm,螺丝外径4.00mm,螺丝间距视需要而定,外观上尽量看不到螺丝,必要时可以做到电池门内或藏在易拆件的下面,也可以做扣取代某一侧的螺
丝。电波钟在天线轴线方向上要尽量避免螺丝,手机天线附近也要尽量避免螺丝;例如一款防水钟用1.70mm的螺丝,螺丝内径1.40mm,螺丝外径
3.60mm,因为要防水,故采用不锈钢螺丝;曾有一款MP3整机只用一颗1.40mm的螺丝,螺丝内径1.10mm,螺丝外径2.60mm,另一侧做
扣,螺丝藏在镜片下面;另外一款翻盖手机的A壳B壳在转轴位置下两颗1.40mm的螺丝,配合铜螺母使用,铜螺母外径2.50mm,加热后压入
2.30mm的孔内。另一端做两个深1.00mm的死扣,A壳B壳两侧则用0.50mm的活扣,方便拆卸;空间允许的话,长螺丝周围可以拉些火箭脚,除了
改善受力,还能使注塑时走胶顺畅;这款产品要求防水,整机防水可以用防水圈,按键防水怎么办呢?还是用防水圈,做成活塞结构,既可以防水,有可以移动。用
一根金属针,开一圈凹槽单边固定防水圈。金属针一头顶按键帽,另一头顶PCB板上的窝仔片,按下按键窝仔片就被按下,功能实现。为保证防水效果,金属针与
针孔间隙0.05-0.10mm,配合防水油使用,针孔要求光滑;一款产品主防水圈横截面为直径1.20mm的正圆,预压量要大于30%,压缩
0.40mm,所以防水槽设计宽度为1.20mm,深度为0.80mm,0.80mm大于防水圈横截面直径,配合防水油使用,放入防水槽后翻转也不会掉出
来;另外为保证防水效果,通关柱螺丝在防水圈外侧,通关柱之间的距离不要超过20.00mm;有的防水产品电池门一侧做扣,一侧用一颗螺丝压紧,压缩量
0.40mm显然不够,至少0.60怎么办?人家有高招,横截面做成速效丸子形状,上下两个半圆,中间一端直升位,这样就可以增加压缩量了;顺便提一下,
如果防水要求不高的话,这款机的镜片还可以直接用双面胶粘接,粘接面光滑,粘接时吹干净异物即可;
有的防水产品电池门一侧做扣,一侧用一颗螺丝压紧,压缩量0.40mm显然不够,至少0.60怎么办?人家有高招,横截面做成速效丸子形状,上下两个半圆,中间一端直升位,这样就可以增加压缩量了;增加直升位的目的在于可以增加压缩量,增加压缩量更容易防水;
(附图,压缩量0.60mm比压缩量0.40mm更容易防水,稍微有点离壳变形没关系的)
按键结构:
常用按键有窝仔片,橡胶按键,机械按键,可根据空间大小,行程要求,手感要求来选择;
窝仔片行程短,一般为0.20mm~0.50mm,金属材质,可靠性好,占用空间小,带脚的窝仔片可以配合PCB上的通孔定位安装,这一款产品上用的就是带脚的窝仔片。手机键盘也是用窝仔片,但不带脚,粘接时需精确定位;
橡胶按键行程长,一般为1.00mm,也有0.50mm的,橡胶材质,可靠性不如窝仔片好,占用空间大,优点是按键手感好。电话机里常用橡胶按键,而且橡胶按键连成一片,方便安装;
机械按键,其实里面还是金属窝仔片性能和窝仔片差不多,但有辅助机构,按键手感比窝仔片容易调整到最佳状态,MP3,MP4通常采用机械按键,而且还可以作成五位键;
顺便提一下机械推制,可以加推制帽使用,档位感不容易控制,装配间隙不足都有可能影响档位感。我比较倾向于用塑胶推制,档位感容易控制,一般2.00mm一档,最小可以做到
1.50mm一档;
按
键结构有一点要特别注意,按下去不能被卡住,应该可以顺利回弹,这种不良情况多出现在行程较长的橡胶按键上,对策是加高按键深度,如行程为1.00mm的
橡胶按键,上面的 塑胶按键帽要高出面壳表面1.00mm以上,如果塑胶按键帽高出面壳表面不许超过1.00mm的,也可以在面壳表面以下起围骨加深,效果一样;MP3,
MP4通常会让按键高出面壳表面0.30mm;数码产品操作时用户会把注意力更多的放在按键表面,所以设计师会在按键表面效果上极尽奢华之能事。常用的按
键表面处理工艺有电镀,在模具上做文章可以做成雾面面效果,边缘处做成高亮效果,还可以做刀刻纹效果;