通用型果菜盒面罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法探討

郭立芝 王 姣 湯申杰 方 偉

（長虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

未來冰箱的生產(chǎn)模式是大規(guī)模定制，所有零部件模塊化是其前提和基礎(chǔ)。在多品種、小批量的生產(chǎn)模式下，模塊化有助于為企業(yè)實(shí)現(xiàn)最佳效益。

要實(shí)現(xiàn)果菜盒面罩通用化，首先需要對果菜盒面罩族進(jìn)行分析，把其中相同或相似的功能單元或要素分離出來，然后歸并、集成、統(tǒng)一為同一系列的標(biāo)準(zhǔn)模塊，最后用不同的模塊組合成多樣化的通用型果菜盒面罩。

果菜盒面罩模塊化組合模式是一種新型的的創(chuàng)新模式，它的最直觀的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1）模塊化組合創(chuàng)新是產(chǎn)品功能組合創(chuàng)新的最直接體現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)不同系列冰箱或外觀之間的多重組合方式（如不同深度冰箱）；

2）模塊化組合創(chuàng)新可迎合未來用戶個性化的消費(fèi)潮流[1]。

1 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

冰箱企業(yè)原有的果菜盒面罩外觀類型多種多樣，且風(fēng)格不一，顯得有點(diǎn)雜亂無章，嚴(yán)重影響冰箱企業(yè)產(chǎn)品系列化的宣傳，有時甚至影響僅更新內(nèi)飾的新品快速上市的需求。

當(dāng)前，冰箱企業(yè)果菜盒面罩大多采用以下三種常用結(jié)構(gòu)：

1.1 高端冰箱：組合式鋁合金果菜盒面罩

市場上高端冰箱常見的果菜盒面罩為組合式鋁合金果菜盒面罩（果菜盒面罩+鋁合金裝飾面板），成品外觀見圖1。該類型果菜盒面罩分為兩個標(biāo)準(zhǔn)模塊單元來進(jìn)行設(shè)計(jì)：果菜盒面罩（塑料本體，功能需求）和鋁合金裝飾面板（外觀需求）。該類型果菜盒面罩優(yōu)缺點(diǎn)見2.2新老結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對比分析表。

圖1 組合式鋁合金果菜盒面罩結(jié)構(gòu)

組合式鋁合金果菜盒面罩因具有外觀精美的金屬質(zhì)感，常常被用戶所喜愛。但因鋁合金裝飾面板加工工藝復(fù)雜，背面外觀缺陷明顯（見圖2），且零部件成本高，大大限制了組合式鋁合金果菜盒面罩在電冰箱上的大規(guī)模推廣應(yīng)用。另外，鋁合金裝飾面板和果菜盒面罩材質(zhì)不一致，導(dǎo)致果菜盒面罩在冰箱間室內(nèi)部受到高低溫沖擊時收縮不一致，如果裝配間隙預(yù)留過大，則直接影響果菜盒面罩正面外觀效果；如果預(yù)留間隙較小，又容易引起鋁合金裝飾面板變形或果菜盒面罩塑料本體開裂。

圖2 組合式鋁合金面罩缺陷

組合式鋁合金果菜盒面罩最大的缺陷是高中低端冰箱無法通用，導(dǎo)致一個系列冰箱果菜盒面罩至少要開兩副模具：高端冰箱一副，低端冰箱一副，拉低了產(chǎn)品市場整體競爭力。

1.2 中端冰箱：大面燙印果菜盒面罩

市場上中端冰箱常見的果菜盒面罩為大面燙印結(jié)構(gòu)，成品外觀見圖3。大面燙印表面常見主要缺陷有：雜質(zhì)氣泡、邊沿不整齊、劃傷、在燙銀面上絲印圖案困難（必須采用高成本覆膜，直接增加了零部件成本）等。

圖3 大面燙印果菜盒面罩結(jié)構(gòu)

大面燙印結(jié)構(gòu)的果菜盒面罩雖然只需一個模塊單元就可實(shí)現(xiàn)果菜盒面罩中低端冰箱通用，但是大面燙印果菜盒面罩生產(chǎn)效率低下，廢品率常常居高不下，有的甚至高達(dá)50 %左右，這是冰箱企業(yè)無法接受的最根本所在。因此，大面燙印果菜盒面罩逐漸被其它類型結(jié)構(gòu)所替代。

1.3 低端冰箱：局部燙印果菜盒面罩

市場上低端冰箱常見的果菜盒面罩為局部燙印結(jié)構(gòu)，成品外觀見圖4。局部燙印+絲印的果菜盒面罩結(jié)構(gòu)在低端冰箱上應(yīng)用較為廣泛。該結(jié)構(gòu)類似大面燙印結(jié)構(gòu)，只需一個模塊單元就可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品企劃對中低端冰箱果菜盒面罩外觀的需求。絲印圖案可以多變?nèi)f化，亮銀條寬度設(shè)計(jì)為窄條，可以避免大面燙印結(jié)構(gòu)所特有的難以解決的缺陷。該結(jié)構(gòu)類似大面燙印結(jié)構(gòu)，因此該類型果菜盒面罩同樣在中高端冰箱上的應(yīng)用較少。

圖4 局部燙印果菜盒面罩結(jié)構(gòu)

2 新結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

為了解決冰箱行業(yè)上述果菜盒面罩所面臨的通用化問題，本文提出了果菜盒面罩結(jié)構(gòu)新方案。新方案果菜盒面罩可完美實(shí)現(xiàn)高中低端冰箱果菜盒面罩系列化通用，避免果菜盒面罩重復(fù)開模，減少物料種類，大幅度縮短開發(fā)周期，進(jìn)而減少未來新產(chǎn)品開發(fā)的資源需求。

2.1 新結(jié)構(gòu)方案

根據(jù)零部件組合式模塊化創(chuàng)新思路和果菜盒面罩功能及外觀需求，本文將通用型果菜盒面罩按功能需求和外觀需求分解為兩個相互獨(dú)立的的兩個模塊來進(jìn)行研究，即果菜盒面罩模塊（塑料本體，功能需求，結(jié)構(gòu)見圖5）和E-IMD裝飾面板模塊（塑料覆膜共擠件，外觀需求，結(jié)構(gòu)見圖6），兩個模塊按卡裝方式組裝成為新方案所提出的通用型果菜盒面罩（結(jié)構(gòu)見圖7）。

圖5 果菜盒面罩結(jié)構(gòu)（塑料本體，功能需求）

圖6 E-IMD裝飾面板結(jié)構(gòu)（覆膜共擠件，外觀需求）

圖7 通用型果菜盒面罩組合件結(jié)構(gòu)方案圖

通用型果菜盒面罩新方案設(shè)計(jì)思路：圖7中通用型果菜盒面罩組合件中的果菜盒面罩模塊為基礎(chǔ)功能件，通過果菜盒面罩周邊卡扣接口與果菜盒斗拼裝卡接，組合成儲存食物或食材的果菜盒。

該果菜盒面罩模塊設(shè)計(jì)為透明件，材質(zhì)選用相對來說便宜的GPPS透明材料，以此滿足用戶查看果菜盒內(nèi)部食物或食材的需求。

模塊周邊設(shè)置多個標(biāo)準(zhǔn)卡扣，卡扣按冰箱企業(yè)所特有的標(biāo)準(zhǔn)卡扣特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成與果菜盒斗連接的標(biāo)準(zhǔn)接口，該接口可實(shí)現(xiàn)卡裝不同深度的果菜盒斗，避免不同深度系列冰箱果菜盒面罩模塊需重復(fù)開模的缺點(diǎn)。

模塊正面上部設(shè)置E-IMD裝飾面板模塊所需要的標(biāo)準(zhǔn)特征卡扣安裝槽，卡扣槽與E-IMD裝飾面板模塊卡扣進(jìn)行卡裝，防止E-IMD裝飾面板松動翹起。

模塊正面中部設(shè)置多個E-IMD裝飾面板筋條讓位槽，防止E-IMD裝飾面板扭曲變形或裝配后空鼓，影響用戶體驗(yàn)手感。

模塊下部設(shè)置把手區(qū)域，把手筋條可卡裝E-IMD裝飾面板模塊下端卡扣槽，防止E-IMD裝飾面板模塊下部松動變形或移位，該細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方便用戶推拉抽屜，提升用戶體驗(yàn)手感。

新方案提出的通用型果菜盒面罩模塊，選用原則為根據(jù)冰箱寬度來進(jìn)行選擇使用。一個寬度系列（含不同箱體深度系列冰箱）高中低端冰箱共用一個果菜盒面罩，因此可以有效大幅度減少果菜盒面罩模具開制費(fèi)用及減少果菜盒面罩模塊物料種類。

E-IMD裝飾面板模塊設(shè)計(jì)為覆膜共擠結(jié)構(gòu)，E-IMD裝飾面板表面覆膜金屬質(zhì)感好，且無大面燙印結(jié)構(gòu)缺陷，可完美替代鋁合金金屬效果。該模塊截面要求各系列平臺冰箱統(tǒng)一，E-IMD裝飾面板模塊寬度根據(jù)果菜盒面罩模塊寬度進(jìn)行匹配選擇。E-IMD裝飾面板設(shè)計(jì)3種不同標(biāo)準(zhǔn)圖案以滿足高中低端冰箱對內(nèi)飾等級的需要。其中，大面覆膜+絲印結(jié)構(gòu)為高端冰箱使用；局部覆膜+絲印為中端冰箱使用；僅在塑料共擠件上絲印圖案為低端冰箱使用。覆膜的顏色和金屬拉絲紋路可以根據(jù)市場主流需求隨時調(diào)整。因此E-IMD裝飾面板模塊可實(shí)現(xiàn)全系列冰箱擠出模具通用，只改變覆膜的顏色、寬度、絲印外觀及E-IMD裝飾面板寬度，即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品企劃高中低端冰箱外觀需求全覆蓋應(yīng)用。通用型果菜盒面罩新方案外形圖見圖8。

圖8 組合式E-IMD果菜盒面罩新結(jié)構(gòu)方案

2.2 新老結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對比分析表（見表1）

表1 新老結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對比分析表

2.3 新老結(jié)構(gòu)生產(chǎn)對比表（見表2）

表2 新老結(jié)構(gòu)生產(chǎn)對比表

通過以上新老結(jié)構(gòu)方案、優(yōu)缺點(diǎn)及生產(chǎn)情況對比分析，我們不難得出新結(jié)構(gòu)優(yōu)勢明顯，是冰箱行業(yè)果菜盒面罩未來發(fā)展主流方向。

3 設(shè)計(jì)驗(yàn)證

3.1 性能測試

冰箱企業(yè)根據(jù)自身企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)要求檢測新結(jié)構(gòu)覆膜的耐水性能、硬度測試、耐磨性能、附著力測試、耐溶劑性能、耐候性能和耐高低溫交變性能等性能測試。作者公司已完全通過以上性能測試，產(chǎn)品已批量上市，反饋良好。

3.2 抗震性能測試

冰箱企業(yè)根據(jù)自身企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國標(biāo)要求，將新結(jié)構(gòu)果菜盒面罩組合件裝配到整機(jī)進(jìn)行振動試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)，驗(yàn)證新結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，要求E-IMD裝飾面板無脫落或翹起、變形等。

3.3 抗高低溫交變性能測試

冰箱企業(yè)根據(jù)自身企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國標(biāo)要求，將新結(jié)構(gòu)果菜盒面罩組合件裝配到整機(jī)進(jìn)行高低溫交變性能測試，驗(yàn)證新結(jié)構(gòu)E-IMD裝飾面板是否鼓脹變形，果菜盒面罩是否開裂。

4 經(jīng)濟(jì)效益

以作者公司的通用型果菜盒面罩為例：

1）果菜盒面罩模具通用性提高50 %，E-IMD裝飾面板擠出模具通用性提高100 %（即全系列高中低端冰箱共用一副擠出模具），每年可節(jié)省模具費(fèi)用至少180萬。

2）有利于建立高中低端果菜盒面罩統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口；標(biāo)準(zhǔn)接口統(tǒng)一，有利于縮短設(shè)計(jì)周期。作者公司標(biāo)準(zhǔn)接口建立前，設(shè)計(jì)師至少需要花費(fèi)1～3天時間進(jìn)行3D建模。標(biāo)準(zhǔn)接口建立后，設(shè)計(jì)師只需要更改果菜盒面罩和E-IMD裝飾面板寬度參數(shù)即可完成3D模型建立，花費(fèi)時間不超過1 h，研發(fā)效率提升一目了然。

3）有利于提高產(chǎn)品一次性成功率[2]。

5 結(jié)論

本文研究成果，是果菜盒面罩的一種組合式模塊創(chuàng)新突破。它不在于原理的突破，而是利用已有的成熟技術(shù)或者已經(jīng)存在的舊的果菜盒面罩結(jié)構(gòu)，通過適當(dāng)組合而形成新的通用型果菜盒面罩。新結(jié)構(gòu)通用型果菜盒面罩基本保持原有功能不變，通過改變E-IMD裝飾面板絲印圖案和覆膜顏色來彌補(bǔ)原有零件功能上的不足或原有零部件單獨(dú)存在時所缺乏的外觀需求或系列化需要[1]。