塑料制品翘曲变形的原因分析和解决方法(一)

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2 |! M7 K6 J0 g" E  翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状，它是塑料制品常见的缺陷之一。出现翘曲变形的原因很多，不能单彩工艺参数解决，下面对影响注塑制品翘曲变形的因素作简要分析。
1．模具结构对制品翘曲变形的影响
    在模具方面，影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统、顶出系统等。
   (1)浇注系统。注塑模具挠口的位置、形式、数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态，从而导致塑料制品产生变形。熔料流动距离越长，由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大；流动距离越短，从绕口到制品流动末端流动时间越短，充模时冻结层厚度减薄，内应力降低，翘曲变形也会因此大为减少。一些平板形塑件，如果只使用一个个心浇口，因直径方向。卜的收缩率大圆周方向上的收缩率，成型后的塑件会产生扭曲变形；若改用多个点浇口或薄膜型浇口，则可有效地防止翘曲变形。当采用点浇口进行成型时，同样由于塑料收缩的异向性，浇口的位置、数量都对塑料制品的变形程度有很大的影响，如图4—1所示。另外．多挠口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短，从而使模腔内熔体密度更趋均匀，收缩更均匀。对环形制品，由于浇口形状不同，最终产品的同度也受影响，如图4—2所示。当整个塑料制品能在较小的注塑压力下充满时，较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向，降低其内应力．因而可减少塑件的变形。
    (2)冷却系统。在注射过程中，塑料制品冷却速度的不均勾也将影响塑件收缩的不均匀，这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使制品发生翘曲。如果在注射成型平板形制品(如手机电池壳)时所用的模具型腔与型芯的温度相差过大，由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来，而贴近热模腔面的料层贝则会继续收缩，收缩
5 _) ]% r; ?4 V* g+ r8 y# z的不均匀将使制品翘曲。因此，注塑模的冷却应当注意型腔与型芯的温度趋于平衡，两者的温差不能太大(此时可考虑使用两个模温机)。
    除了考虑制品内外表的温度趋于平衡外．还应考虑其各侧的温度一致性，即模具冷却时要尽量保持型腔与型芯各处温度均匀一致，使塑件各处的冷却速度均衡，从而使各处的收缩更趋均匀，有效地防止变形的产生。因此，模具上冷却水孔的布置至关重要，包括冷却水孔经d、水孔间距b、管壁至型腔表面距离c及产品壁厚w。在管壁至型腔表面距离确定后，应尽可能使冷却水孔之间的距离小．才能保证型胶壁的温度均匀一致；确定冷却水孔的直径应注意的问题是，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14mm，否则冷却液难以形成乱流。一般水孔的直径可根据制品的平均壁厚来确定，平均壁厚为2mm时。水孔的直径取8-10mm；平均壁厚为2—4mm时，水孔的直径取10—12mm；平均壁厚为4-6mm时，水孔的直径取10—14mm，如图4—3所示。同时，由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升，使模具的型腔与型芯沿水道产生温差，因此，要求每个冷却回路的水道长度小于2m。在大型模具中应设置数条冷却回路，一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。对于长条形塑件，应采用直通型水道。而
我们现在的模具大多是采用S形回路，既不利于循环，又延长周期。
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0 \1 `) o/ ~* \+ T+ `% k    (3)顶出系统。顶出系统的设计也直接影响塑料制品的变形。如果顶出系统布置不平衡，将造成顶出力的不平衡而使塑料制品变形。因此，在设计顶出系统时应力求顶出力与脱模阻力相平衡。另外，顶出杆的截面积不能太小，以防塑料制品单位面积受力过大(尤其在脱模温度高时)而使塑料制品产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。在不影响塑料制品质量(包括使用要求、尺寸精度、外观等)的前提下，应尽可能多设项杆以减少塑料制品的总体变形(换顶杆为顶块就是这个道理)。
    用软质塑料(如TPU)来生产深腔簿壁的塑件时，由于脱模阻力较大，而材料又较软，如果只采用单—的机械顶出方式，将使塑料制品产生变形，甚至顶穿或产生折叠而造成塑料制品报废。这种情况下改用多元件联合或气(液)压与机械式顶出相结合的方式效果会更好。
2．塑化阶段对制品翘曲变形的影响
    塑化阶段即由玻璃态料粒转化为敦流态熔体的过程。在这个过程中．物料的温度在轴向、径向(相肘螺杆而言)温差会使其产生应力。注射机的注射压力、速率等参数也会极大地影响充填时分子的取向程度，进而引起翘曲变形。
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