（广东美的制冷设备有限公司 广东佛山 528311）
摘要：在家用产品中，如卧室空调的电器盒，需要达到国家防火标准要求；因此，一般电器盒外部都需要用钣金件进行包裹，才可勉强达到这一防火要求。故有必要对此结构进行研究简化，提高防火性能，提高生产效率。
关键词：BMC；材料特性；空调；电器盒；防火性能；产品；
1 电器盒设计的基本要求
1.1 机械强度。电器盒对控制元件起固定、支承和保护作用，应能安全地承受装配和使用过程中的负载及本身的应力，要求电器盒材料具有良好的韧性、刚度和机械强度。
1.2 电气安全性。在电气安全性方面，与电气零部件安装应符合要求。（注：目前对于制品的电气绝缘安全性，国际、国内普遍采用的原则是对模塑成型后的制品进行测试，而较少采用对材料的测定。）
1.3 耐热性。电气控制元件装入电器盒内，在空调运行过程中会产生热量，在电器盒的结构上必须考虑散热，材料必须耐热，耐热温度一般要求大于80℃。耐热性必须满足相关要求，耐热性差，电气性能、机械性能下降，会影响产品的使用性能。
1.4 阻燃性。电器盒因与电气控制元件直接接触，必须满足阻燃要求。可通过在材料中添加阻燃剂，达到阻燃要求。传统电器盒材料要求选用阻燃ABS，根据客户化要求及当地安全标准要求选取不同阻燃级别的阻燃ABS。为考虑整体阻燃要求，电器盒盖也应具有同电器盒相同的阻燃性能。
2 实例分析
某空调传统电器盒组件，由于装配、防火需求，均由注塑ABS电器盒与钣金屏蔽盖组成（见图1）。其中，由电器盒、电器盒盖两部分组成结构主体；再加上左右两个电器盒钣金屏蔽盖，顶部1个电器盒盖钣金屏蔽盖组成防火辅体。若注塑件防火性能优越，则3个钣金屏蔽盖都是多余零件。
图1电器盒组
2.1 传统空调电器盒的缺点。（1）传统电器盒具有诸多的不足：①零件多、工序多。其中加工工艺就涉及到热塑性材料注塑成型、钣金冲压成型、钣金点焊工艺。②成本高，装配效率低。存在多个零件叠加，材料成本浪费。③防火性能差。由于钣金件折弯点焊误差的存在，钣金件接缝处肯定存在缝隙，电器盒内部火苗发生时，会在这些缝隙处窜出引起火势扩散，防火性能差且极不稳定。（2）新型BMC电器盒（见图2）。将直接取消钣金屏蔽盖，电器盒首次采用BMC热固型材料，组成一种无屏蔽盖的新型电器盒组件，简单可靠。
图2新型BMC电器盒
（3）BMC电器盒优点。①零件少、工序少。由5个零件简化成2个零件，仅保留注塑成型工艺，3个零件的钣金冲压、点焊工艺全部取消。②成本低，装配效率高。原始电器盒方案材料成本为7.33元，而BMC电器盒方案材料成本为5.1元，比原始方案成本降低2.23元。由于少了3个钣金屏蔽盖，其总装工时效率减少19 s。③防火性能优越。材料防火等级直接从V0提升至5 Va最高级别，明火密封性能更优于钣金件折弯点焊，防火性能好且可靠。
2.2 BMC电器盒的原理及其性能验证。（1）BMC材料.①Bulk Molding Compounds（即BMC）材料，是一种树脂基纤维增强热固性复合材料，由树脂、填充材料、纤维增强材料和各种助剂，按照一定的配比，经过专门的混炼设备，按照一定的工艺捏合而成的。②BMC材料属于热固性材料，相对热塑性材料来说，在弯曲强度、拉伸强度、冲击强度等方面有很大的优势，耐热性好，刚性优异；材料的形状有团状，块状、挤出棒状等，用透明塑料袋包装，放入纸盒中，保存在25℃以下的环境中，对贮存温度要求较高，对湿度，清洁程度等无特殊要求。③热固性材料和热塑性材料是两种不同属性的材料种类，热固性材料成型过程不可逆，废料不能再次利用和回收处理。热塑性材料成型过程可逆，废品可进行回收再利用，材料的阻燃等级、流动性等可根据不同的配方进行调整。（2）BMC成型设备及参数.①根据BMC的成型原理及特性，一般采用注射成型机进行注塑。注射成型机主要特点有：a.无需烘料设备，团状BMC材料，通过活塞压缩进入料筒，再通过螺杆推射进入成型模具当中，螺杆为螺旋形，与我司用的注塑机螺杆类似；b.由于BMC材料为热固性材料，受热易固化成型且不可还原，螺杆要保持常温或者低温，螺杆不能加热，必要时，需用循环冷却水进行冷却；C.材料在模具内部完成成型，模具需要有加热装置和温度控制系统。
2.3 BMC材料性能改良。由于BMC材料本身特性较脆，对于结构件来说明显不足，需要对其材料进行改良增强。我们通过添加不同的增强剂不同的比例配对出最适合我们此产品的要求的特定性能，然后再通过红外吸光率及材料热重这两参数进行定义及作为后续产品检验标准，以确保产品性能质量的统一性及可靠性。
2.4 BMC电器盒结构设计优化。（1）壁厚加厚。BMC相对ABS来说，流动性明显偏差，所以BMC材料的零件，设计壁厚应比传统零件要厚，有利于材料在模具内部的流动及填充。（2）螺钉柱内、外径加大传统注塑件螺钉内径3.4 mm，而采用BMC材料时，此内径需加大到3.7 mm，外径也要相应加大，才可确保多次打入螺钉后不松脱，确保质量可靠性。（3）避免模具插穿等结构。采用BMC设计产品零件，应避免模具插穿、细小悬臂等结构，以保证材料填充饱满、产品强度足够。
2.5 BMC产品注塑飞边处理。注塑成型的BMC热固塑料件应用范围广，它的材质特殊，因而具有加工方便、效率高、成本低的特点。但是由于注塑模具的因素，不可避免的存在工件接缝或边沿处产生飞边、隔膜等问题；以往都是靠手工操作，不仅劳动强度大，效率低，成本高，而且容易磕伤零件，而采用喷丸清理机械技术来处理飞边，效率和效果都很好。
2.6 BMC电器盒的防火性能。防火是电器盒的关键性能，BMC本身材料防火等级已是最高标准5 Va，而传统电器盒的ABS材料防火等级仅是V0，BMC材料本身就比ABS防火等级高出许多；采用BMC热固性材料制成分体室内机电器盒，与原始方案阻燃ABS+防火钣金件进行对比，防火性能提升效果也是非常明显，具体对比试验如下。（1）盐水短路试验.盐水试验主要是模拟电器在使用过程中出现的短路意外时，电器盒仍能保持完好的防火安全性，即火烧不出来。自制的强短路电板，接220 V电压，在喷洒盐水发生电气短路，进行强烈拉弧实验。此盐水试验说明，BMC方案比原始方案的防拉弧效果更好，在电器发生短路起火后也不会有火焰透出，点燃电器盒周围其他零件，防火性能好。（2）灼烧实验灼烧试验主要是模拟空调在遭受外来火源时，即使其他部件已经全部烧完，但电器盒内的主板和线路仍不会发生燃烧，从而保护空调的电气安全，即火烧不进去。灼烧试验说明，BMC方案的耐明火性能比原始方案更好，明火完全无法使BMC材料发生变化，防火性能好。通过两个试验验证，说明BMC方案比现有原始方案在极限防火性能上更好，对于保护空调主板和线路的安全更有利。
3 BMC电器盒的推广应用
以上的分析和实验可知，BMC电器盒的优势非常明显，目前已在空调行业得到应用及推广，后续将有可能覆盖全系列机型的电器盒；同理，在其他家电行业也可广泛应用推广此形式方法的控制器盒，达到性能优、成本低、效劳高的效果。BMC电器盒的适用范围和推广应用范围前景非常广阔。
参考文献：
[1]张明伟.BMC新型电器盒的应用研究2016.
[2]吴美英，浅谈BMC新型电器盒的研究与应用推广.2017.
论文作者:覃社飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/21
标签：电器论文; 材料论文; 性能论文; 零件论文; 热固性论文; 阻燃论文; 方案论文; 《电力设备》2018年第4期论文;