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摘要：小家电包含种类繁多，有电熨斗、煎烤器、电饭煲、果汁机、咖啡机、烤箱、微波炉、电水壶、电火锅等等，每家每户都离不开小家电，市场的覆盖率很高，前景无限良好。但是大家都容易看到的市场，生产的公司多，竞争激烈。LED历经十几年的发展，今天已覆盖在照明的各种领域，无论城市城镇，哪里需要光明，哪里就需要这种节能环保的LED灯。因此，必须掌握LED灯及小家电的结构设计方法。
关键词：LED灯；小家电；结构设计
1.LED灯及小家电的创新发展
新颖可体现在外型、功能、性能等多方面为客户喜好或使用便捷，创新需要差异化，区别于市场广泛应用的特征，从而达到高科技、高效、先进性的效果。家电行业与电子产品的发展迅猛，如果跟不上创新的格调就会被淘汰出局。照明行业从早期的节能灯到目前的LED新兴产品，从2000年初到现在已经在各国快速发展并广泛应用，和家电一样逐渐成为生活的必备品。最近几年，兴起了一些名词：OLED、太阳能、LED等以节能为主的设计研究，并在不同行业渠道得以发展，有的还在继续，有的停止了，而智能照明、景观照明、城市照明、灯丝灯装饰照明等名词又提升了热度，行业以1种特有的方式存活与发展，这些就是创新点的作用体现。随着物联网（IoT）逐渐普及，城市生活将日趋智能化，这是家电和照明行业的一个重要发展趋势。物联网是一种新科技，可以通过智能平台，将家居内外各种设备联合起来，包括LED照明设备、其他家用电器及流动设备等，能为用户带来不少裨益。
2.LED灯及小家电结构的图纸设计
LED灯结构设计部件少，更侧重于批量工艺管控，装配机构相对简易些。家电较为复杂，有的部件多，连接装配方式繁琐，图纸设计也有曲面组合模组。LED灯设计除了装配还要考虑到光学，不同设计产生不同差异化，如图1所示的火山口的折射面、宽度、深度、角度都直接影响到出光的效果。
图1
2.1成本领导差异化
成本是客户选择产品的首要前提，如今的市场竞争激烈，没有成本优势的产品，只能当工艺品摆着看，而不能在产品流水线上批量化生产。针对不同国家的客户需要有不同的成本列表明细，产品在开发时需要补充不同的规格，同时需要做阶梯式成本差异的产品，即不同材料，不同客户，不同选择，产品的领域需要包含以下几个方面。
2.1.1高端精品区：主要针对有比较高的品质要求的客户，在选材方面需符合高外观品质和高性能品质，其设计的方案会有不同种类的差异，成本比较高，对应输出的产品品质也要高大上。
2.1.2中等大众品区：主要针对广大客户，成本适中，外形属于市场主流，能够突出反映产品主要特性。
2.1.3低价位竞争区：主要针对冲量的大客户，成本低，装配简单，批量化，选材需要无下限越低越好，当然这些都需要在安全及其性能方面有保证的前提下。
2.2安规认证要求
LED灯和小家电安规要求比较接近，UL侧重于防火性能，欧规侧重于机械强度性能，对于爬电距离和电气间隙距离的要求都是一致的。具体差异材料黄卡和厚度管控都是根据法规标准的具体值。包含的测试项目相似：耐压测试、落地测试、温升测试、防火防燃测试、机械强度测试等等，对于照明又多了灯头扭力测试等等。另外还要进行安规不管控的光学方面的考量，这些都是对于设计输出的考核。LED光生物安全性是指光源光辐射对人体的危害性，例如紫外辐射对皮肤和眼睛有影响，可以引起皮肤癌、白内障，红外辐射可以灼伤皮肤和视网膜等。人体中最容易受照明产品中紫外线辐射影响的器官是皮肤和眼睛，因为它们是完全暴露于空气当中的。然而只要我们在适当的范围内使用照明产品，是可以避免紫外辐射对于人体的伤害的。
2.3选材
可选择的材料五花八门，有各式各样的大库。应熟知每种材料的特性，如温度保险丝连接所起的作用是测量及感应准确的温度，那就可以选取铝材型号的素材，因为铝是热传导性能最好的。而如果产品需要拉开爬电电气距离，需要良好的绝缘隔热效果，那就可以选择热固性塑料酚醛塑料（PF）。以上实例说明了因材适用的特性，另外还需要考虑到价格、成型工艺和客户所属区域的法规对于材料方面的要求。小家电相对来说使用的材料要求会更多一些，包含五金件的部分常用料有：冷轧板（SPCC、SPCD、SPCE），不锈钢（SUS301、SUS304、
SUS430），热镀锌板（SGCC），电镀锌板（SECC），压铸铝合金（ADC10、ADC12），铝板（AL）。因材料的特性不同，成型工艺也是截然不同的，比如：片状板材的原材料多为成捆盘圆，多采用冲压机进行加工。而铝锭原材料则要采用压铸机高温熔融再冷却压铸出部件。五金部件涉及的成型工艺除了以上两种，还有重力铸造、折弯、粉末冶金、铸造、螺丝挫牙、弹簧扭曲等。表面处理工艺：喷漆、电镀、印刷、网印、激光、喷码、热转印、机械拉丝等。后机械加工工艺：锯、剪、冲、车、刨、刮、铣、钻、磨、抛光、喷砂、揉面、螺纹加工、钻孔攻牙等。家电的结构部件也有很多是注塑的，常采用注塑成型工艺的材料有：聚丙烯腈-丁二烯-苯而烯（ABS）、聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）、酚醛塑料（PF）等。LED照明领域使用的材料相对比较单一，五金件的部分常用料有：压铸铝合金（ADC）、铝板（AL），包含的注塑件的部分常用料有：聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚碳酸酯（PC）等。而部件加工方式除了家电行业以上叙述的，新增的成型工艺还有：锻造、旋压、金属件包塑、吹塑、拉制玻璃，表面处理工艺也额外增加了：阳极氧化、真空电镀、吹塑、玻璃吹制等等。LED灯对于材料的绝缘性能要求更高一些，不同国家的法规细节不同，材料的厚度、阻燃等级、IP、紫外要求等都不同。
3.LED灯及小家电产品的评估测试、试产
无论是小家电还是LED照明产品，都是与电相连，都要有安全性能的评估，包含温度测试、防火测试、强度测试、跌落测试等等，这些都是安全测试的基础项目，然后针对不同的产品会有细节的差异，小家电一般还有热均匀性评估，而LED灯要做光学性能的参数评估。产品设计都需要试产验证，研发和相关技术人员发现问题解决问题的过程，以保证产品批量化顺畅。根据项目难易程度、订单紧急程度、试产过程中的问题点来确定试产的次数和数量，常规有的产品试产1次，有的需要多次，直到车间首批量产。
结束语：与电相关的各类产品，不管是小家电，还是照明都在向着革新的目标冲刺，创新是发展的必备，LED照明行业随着芯片、结构成型、电子器件性能等多领域突飞猛进的发展，相信，对LED灯及小家电结构进行科学合理的设计必定会对照明行业以及小家电行业有着极大的促进作用。
参考文献：
[1]朱秀娟.机构设计与优化在小家电中的应用研究[J].机械传动.2011（08）.
[2]龙启华.小家电产品设计创新与发展[J].中小企业管理与科技.2008（24）.
[3]洪秀玉.基于大功率LED灯结构设计的分析[J].建筑工程技术与设计.2017（19）.