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“卡死”的痛，你懂的！产品结构设计的脱模“第一(yi)定律”

想象一下，你辛辛苦苦设计出的绝美(mei)产品，在最后一步，却被无情地“锁”在冰冷(leng)的模具里，无论(lun)你怎么“轻声细语”地劝说，它都纹丝不动。那种感觉，是不是比熬(ao)夜加班赶稿还让人抓狂？没错，这就是脱模难题，它就像是产品设计道路上的“拦路虎”，稍有不慎，就可能让你的心血付诸东流。

今天，我们就来好好聊聊这脱模这件“小事”，以及它与产品结构设计(ji)之间那剪(jian)不断、理还乱的“羁绊”。说它“小”，是因为它看似只是一个简单的物理过程；说它“大”，是因为它直接关系到产品的生产效率、成本控制，甚至是最终的产品质量。

脱模，到底是什么“鬼”？

简单(dan)来说(shuo)，脱模就是将已经成型的产品从模具(ju)中取出。听(ting)起来很简单，但背后却(que)蕴含着不少“门道”。在注塑成型、压铸、吹塑等(deng)制造过程中，熔融的材料在模具内冷却(que)固化，与模具表面会产生物理上的(de)接触和结合。一旦(dan)这个“结合”变得过于紧密，或者产品本身的结构设计存在“陷(xian)阱”，脱模就会变得异常艰难，甚至是不可能完(wan)成的任务。

“拔模斜度”：让产品“滑”出模具的秘密武器！

说(shuo)到脱模，就不得不提“拔模斜度”，这绝对是产品结构设计中的“第一定律”。你(ni)可以把它(ta)想象成给产品打磨出了一层“润滑剂”，让它在离开模具时(shi)能够顺畅地“滑”出来。

拔模斜度，顾名思义，就是在产品表面与脱模方向（通常是模具的(de)开合方向）垂直的平面上，形成一个微(wei)小的倾斜角度。这个角度，看似微不(bu)足道，却能极大地减小产品与模具型(xing)腔壁之间的摩擦力，防止产品在冷却收缩后“粘”在模具上。

这个角度需要多大呢？这可没有一个固定的答案，它受到多种因素的影响，比如：

材料的特性：不同的塑料或金属材料，其收缩率和与模具表面的粘附性不同，对拔(ba)模斜度的(de)要求也不同。例如，ABS、PC这类材料需要较大的拔(ba)模斜(xie)度(du)，而PP、PE则相对较小。产品的表面粗糙(cao)度：表面越光滑，所需(xu)的拔模斜度就越小；表面越粗糙，就需要更大的(de)斜度来克服摩擦。

模具(ju)表面的处理：抛光、纹理、镀层等都会影响表面粗糙度，进而影响拔模斜度的选择。成型工艺：注塑、压铸等不同的成型工艺，其压力、温度等条件不同，也会对拔模斜度产生影响。产品尺寸和形状：大尺寸、深腔的产品通常需要更大的拔模斜度。

一般来说，在产品设(she)计初期，我们会根据(ju)经验和行业(ye)标准，为不(bu)同(tong)的表面(mian)设定一个初步的拔模斜度(du)。例如，对于一般注塑产品，垂直于分型面的主要表面，通常会设置1°到3°的拔模斜度；而对于一些要求高的精密零件，可能需要更大的斜度。

“分型面”：划(hua)开“界限”，让产品“分家”

在模具设计中，分型面就像是产品(pin)的“出生证明”，它定义了(le)模具如何被分(fen)成两(liang)半（甚至更多），以及产品是如何在其中孕育(yu)而生的。分型面的位置和设计，对脱模的便利性有着至关重要的影响(xiang)。

理(li)想(xiang)的分型面应该尽量选择在产品结构上最容易分离的位置，避免出现在产品最窄、最深或有复杂倒扣的地方。这样，在模具打开时，产(chan)品可以更自然地被“释放”出来，减少对脱模机构的依赖和损耗。

例如(ru)，一个杯子，它的分型面通常会选择在杯口处，这样模具打开时，杯体和杯盖（如果是组合件(jian)）就能轻松分离。如(ru)果分型面设计(ji)不当，比如设置在杯(bei)底，那么在(zai)脱模时，可能需要通过复杂的推杆或滑块来将模具的内腔“推”出来，这无疑增加了设计的复杂性和生(sheng)产的风险。

“倒扣”：脱模(mo)设计的“隐形杀手”！

“倒扣”，这个词听起来就有点“棘手”。在产品结构设(she)计中，倒扣指的是产品表面相(xiang)对于(yu)脱模方向，存在向内收缩的结构。就(jiu)好比你给一件衣服加上了一个“钩子”，一旦衣服(fu)从架子上取下，这个钩子就(jiu)会勾住架子，让你很难直接取下。

在模具中，倒扣结构就像是“卡扣”一样，会牢牢地抓(zhua)住模具的型腔，使得产品在模具打开后，仍然被“卡”住，无法顺利取出。处理倒扣，是产品结构设计中一项极具挑战性的(de)任务。

常见的处理倒扣的方法包括：

增加(jia)拔(ba)模斜度：在倒扣区域，适(shi)当增大拔模斜度，使其在脱模(mo)过程中能够“挤”过卡住的部分。但这通常会牺牲产品的尺寸精度或外观。设计脱模滑块/斜顶(ding)：这是最常用也是最有效的方法。在(zai)模(mo)具中设计(ji)一套可(ke)以活动的部件（滑块或斜顶），在产品成型后，这(zhe)些部件会先移动，解除对产品的“束缚”，然后再进行脱模。

这需要额外的模具结构和成本。改(gai)变产(chan)品结构：在产品设计阶段，尽可能地避免或简化(hua)倒扣结构。例如，将一个需要倒扣连接的部件，设计成两个分开(kai)的部件，用(yong)其他连接方式（如螺钉、卡扣(kou)）来组合。分段脱模：对于一(yi)些非常复杂的倒扣，可能需要将模具设计成多段(duan)，分步脱模。

处理倒扣，需要设计师对产品的功能、外观、成本以及(ji)模具的可(ke)行性进行全面的权衡。一个不经意的小倒扣，可能就会让原本(ben)简单(dan)的产品设计变得异常复杂，甚至导致无法量产。

不止于“滑”，更要“稳”：产品结(jie)构设计的脱模“进阶术”

在掌握了拔模斜度(du)、分型面和倒扣处理这些基础“武功(gong)”后，我们来深入探讨一下，如何让产品结构设(she)计在脱模上更上一层楼，实现“丝滑”又“稳定”的生产。这不仅仅是让产品“出(chu)来”，更是要让(rang)它“好出来”，并且“每次都好出来”。

“顶针孔(kong)”的(de)艺术(shu)：悄无声息(xi)的“助力”

在模具中，顶针就像是产品的“小助手”，它们负责在模(mo)具(ju)打开后，将产品从模具型芯上“推”出来。而顶针在产品上的“落脚点”，就是顶针孔。

顶针孔的设计，看似(shi)只是一个简单的孔，但它的位置、大小、形状，甚至是否可见(jian)，都对产品(pin)的外观和脱模效果(guo)有着重要的影响。

位置选择：顶针孔通常会设置在产品不显眼的位(wei)置，比如产品的底部、侧面（如果允许），或者产品的(de)内腔。尽量避免将(jiang)其设(she)置在产品(pin)的主(zhu)要展示(shi)面上，以保证产品的整体美观。尺寸和形状：顶针孔的大小需要(yao)与顶针的尺寸相匹配，同时也要考虑产品壁厚的限制。圆(yuan)柱形是最常见的形状，但有时也(ye)会根据需要设计成其他形状，以便于后期的二次加工或隐藏。

隐藏与美观：对于一些对外观要求极高的产品，设计师会绞尽脑汁地隐藏顶针孔。例如，将顶针孔设计在产品(pin)边缘的过渡区域，或(huo)者利用产品本身的结构来遮挡。有(you)些设计甚至会利用拔模斜度，让顶针孔在脱模后自然形成一个微(wei)小的凹陷，或(huo)者在后续的装配中被其他部件覆盖。

数量和分布：顶针的数量和分布，需要根据产品的重量、尺寸、形状(zhuang)以及(ji)材料的收缩性来决定。过少的顶针可能(neng)导致产(chan)品受力不均，变形甚至损坏；过多的顶针则会增加模具的复杂性和成本。

顶针孔的设(she)计，是设计师在功能性、美观性和生产性之间寻找平衡(heng)的体现。一(yi)个巧妙的顶针孔设(she)计，可以让产品在脱模时“悄(qiao)无声(sheng)息”，不留痕迹。

“滑块”与“斜(xie)顶”：应对复杂结构的“万能钥匙”

前面提到，处理倒扣结构常常需要用到滑块和斜顶。它们可(ke)以说(shuo)是解决复杂产品结构脱模难题的“万能钥匙(shi)”。

滑块（Slider）：滑(hua)块是一种可以在模具中水平方向（或与模具(ju)开合方向垂直的方向）移动的部件。当模具闭合时，滑块会向前移动，形成产品的某些侧壁或内部结构；当模具打开时，滑块会向后移动，释放产品。滑块结构非常灵活，可以应(ying)对各(ge)种复杂形状的倒扣。

例如，带有孔(kong)洞、凹槽、外伸结构等的产品，常常(chang)需要用到滑块。

斜顶（Lifter）：斜顶是一种倾斜的部件，它通过模具的开合运动，在垂直方向上产生(sheng)一个移动，从而实现对产品(pin)某些结构的“抬升”或“推挤(ji)”。斜顶通常用于脱除那些在模具打开时，与型芯或型腔(qiang)紧密结合的、带有(you)一定拔模(mo)角度的结构。例如(ru)，一些带有内螺纹、卡槽或者需要从内侧(ce)脱(tuo)模的产(chan)品，就可以使用斜顶。

滑块和斜顶的设计，需要考虑它们的行(xing)程、角度、导向、锁定以及与其他模具(ju)部件的配合。一个设计(ji)合理的滑块/斜顶系统，能够确保产品在(zai)脱模过程中平(ping)稳、可靠地被取出，同时减少对产品本身的损伤。

“二次脱模”与“拼模”：挑战极限(xian)的智慧

有些产品，由于其(qi)结构的复杂性，即便使用了滑块和斜顶，也无法(fa)一次性顺利脱模。这时，我们就需要(yao)考虑“二次脱模”或(huo)“拼模”的设计方案。

二次脱模：这(zhe)意味着(zhe)产品在模具中需要经过两次或多次的脱模动作才能最终被(bei)取出。例如，一个产品可能先通过顶针推(tui)出一部分，然后需要通过一个倾斜的模具运动(dong)，或者人工的辅助，才能完全脱离模具。这种方案会增加生产流(liu)程的复杂度和周期，但对于解决一些(xie)特殊难题是必要的。

拼模（InsertMolding/Overmolding）：拼模通常是指将一个已经成型的部件，嵌入到另一个模具中，然后通过二次注(zhu)塑，将新的材料包覆(fu)在上面，形(xing)成一个整体。这种技术不仅可以实现(xian)复杂结构的组合，在脱模设计上也(ye)有其独到之处。例如，可以通过巧妙地设计嵌入件和包覆层的结合(he)方(fang)式，来避免(mian)倒扣，或者简化脱模过程。

“细节决定成败”：那些隐藏的脱模“细节控”

除了以(yi)上提到的主要结构设计，还有一些看似微小的细节，也可能成为脱模的“绊脚石”或者“助攻手”。

圆角处理：在产品内部或外部的棱角处，适当添加圆角，可以增加结构的(de)强度，同(tong)时也能在一定程度上减小与模具的(de)接触应力，有助于脱模。锋利的直角更容易在冷却收缩时(shi)“咬死”模具。壁厚均匀(yun)性：尽量保持产品壁厚的均匀，可以减少因局部壁厚差异过大而导致的冷却收缩不均，从而降低产品变形和卡死的风险。

排气设计(ji)：良好的排气设计，可以(yi)防止熔融材料在模具(ju)内形成真空，影响产品的充填和脱模(mo)。

结语：设计，是解决问题的艺术

脱模原理与产品结构设计，就像是一场精密的“舞蹈”。设计师需要深入理解材料的特性、模具的构造，以(yi)及成型工艺的规律，通过巧妙的产品结构设计，为模(mo)具“铺平道路”，让产品能够“从容不迫”地离开模具的怀抱。

掌握脱模原理，不仅仅是避免“卡死”的尴尬，更是提升产品质量、降低生产(chan)成本、提高生产效率的关键。每(mei)一次成功的脱模，都凝聚着设计师的智慧和对细节的极致追求。所以，下次当你看到一件光滑、无痕、易于打开的产品时，不妨想(xiang)想(xiang)，它背(bei)后可能隐(yin)藏着多少关于脱模的(de)“零失败”秘籍！

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图片来源：每经记者 陈湘宁 摄

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