1、注塑成型翹曲變形產生機理及解決辦法翹曲變形:注塑制品的形狀偏離了模具形腔的形狀什么是翹曲變形(Warping?翹曲變形(Warping是注塑制品的形狀偏離了模具形腔的形狀,如圖所示,它是塑料制品常見的缺陷之一。影響注塑產品翹曲變形的因素有很多,模具的結構、塑料材料的熱物理性能以及注塑成型過程的條件和參數均對制品翹曲變形有不同程度的影響。因此,對注塑制品翹曲變形機理的研究必須綜合考慮整個成型過程和材料性能等多方面的因素。隨著人們對塑料制品的外觀和使用性能要求越來越高,翹曲變形程度作為評定產品質量的重要指標之一也越來越受到關注與重視。翹曲變形(Warping缺陷成因分析(1分子取向不均衡熱塑性塑料

2、的翹曲變形很大程度上取決于塑件徑向和切向收縮的差值,而這一差值是由分子取向產生的。通常,塑件在成型過程中,沿熔料流動方向上的分子取向大于垂直流動方向上的分子取向,這是由于充模時大部分聚合物分子沿著流動方向排列造成的,充模結束后,被取向的分子形態總是力圖恢復原有的卷曲狀態,導致塑件在此方向上的長度縮短。因此,塑件沿熔料流動方向上的收縮也就大于垂直流動方向上的收縮。由于在兩個垂直方向上的收縮不均衡,塑件必然產生翹曲變形。為了盡量減少由于分子取向差異產生的翹曲變形,應創造條件減少流動取向及緩和取向應力的松馳,其中最為有效的方法是降低熔料溫度和模具溫度。在采用這一方法時,最好與塑件的熱處理結合起來,否

3、則,減小分子取向差異的效果往往是暫時性的。因為料溫及模溫較低時,熔料冷卻很快,塑件內會殘留大量的內應力,使塑件在今后使用過程中或環境溫度升高時仍舊出現翹曲變形。如果塑件脫模后立即進行熱處理,將其置于較高溫度下保持一定時間再緩冷至室溫,即可大量消除塑件內的取向應力,熱處理的方法為;脫模后將塑件立即置于37.543度溫水中任其緩慢冷卻。(2冷卻不當如果模具的冷卻系統設計不合理或模具溫度控制不當,塑件冷卻不足,都會引起塑件翹曲變形。特別是當塑件壁厚的厚薄差異較大時,由于塑件各部分的冷卻收縮不一致,塑件特別容易翹曲。因此,在設計塑件的形體結構時,各部位的斷面厚度應盡量一致。此外,塑料件在模具內必須保持

4、足夠的冷卻定型時間。例如。硬質聚氯乙烯的導熱系數較小,若其塑件的中心部位未完全冷卻就將其脫模,塑件中心部位的熱量傳到外部,就會使塑件軟化變形。對于模具溫度的控制,應根據成型件的結構特征來確定陽模與陰模,模芯與模壁,模壁與嵌件間的溫差,從而利用控制模具各部位冷卻收縮速度的差值來抵消取向收縮差,避免塑件按取向規律翹曲變形。對于形體結構完全對稱的塑件,模溫應相應保持一致,使塑件各部位的冷卻均衡。值得注意是,在控制模芯與模壁的溫差時,如果模芯處的溫度較高,塑件脫模后就向模芯牽引的方向彎曲,例如,生產框形塑件時,若模芯溫度高于型腔側,塑件脫模后框邊就向內側彎曲,特別是料溫較低時,由于熔料流動方向的收縮較

5、大,彎曲現象更為嚴重。還需注意的是,模芯部位很容易過熱,必須冷卻得當,當模芯處的溫度降不下來時,適當提高型腔側的溫度也是一種輔助手段。對于模具冷卻系統的設計,必須注意將冷卻管道設置在溫度容易升高,熱量比較集中的部位,對于那些比較容易冷卻的部位,應盡量進行緩冷,使塑件各部位的冷卻均衡。通常,模具的型腔和型芯應分別冷卻,冷卻孔與型腔的距離應適中,不宜太遠或太近,一般控制在1525mm范圍內;水孔的直徑應大于8mm,冷卻小孔的深度不能太淺,水管及管接頭的內徑應與冷卻孔直徑相等,冷卻孔內的水流狀態應為紊流,流速控制在0.61.0m/s范圍內,冷卻水孔的總長度應在1.21.5m以下,否則壓力損失太大;冷

6、卻水入口與出口處溫度的差值不能太大,特別是對于一模多腔的模具,溫差應控制在2度以下。(3模具澆注系統不合理模具澆注系統的結構參數是影響塑件形位尺寸的重要因素,特別是模具澆口的設計涉及到熔料在模具內的流動特性,塑件內應力的形成以及熱收縮變形等。如合理地確定澆口位置及澆口類型,往往可以較大程度地減少塑件的變形。在確定澆口位置時,不要使熔料直接沖擊型芯,應使型芯兩側受力均勻;對于面積較大的矩形扁平塑件,當采用分子取向及收縮大的樹脂原料時,應采用薄膜式澆口或多點式側澆口,盡量不要采用直澆口或分布在一條直線上的點澆口;對于圓片形塑件,應采用多點式針澆口或直接式中心澆口,盡量不要采用側澆口;對于環型塑件,

7、應采用盤形澆口或輪輻式十字澆口,盡量不要采用側澆口或針澆口;對于殼形塑件,應采用直澆口,盡量不要采用側澆口。此外,在設計模具的澆注系統時,應針對熔料的流動特性,使流料在充模過程中盡量保持平行流動,這樣,盡管成型后的塑件在相互垂直方向上的收縮有差別,但不會引起很大的翹曲變形。(4模具脫模及排氣系統設計不合理如果塑件在脫模過程中受到較大的不均衡外力的作用會使其形體結構產生較大的翹曲變形。例如,模具型腔的脫模斜度不夠,塑件頂出困難,頂桿的頂出面積太小或頂桿分布不均,脫模時塑料件各部分的頂出速度不一致以及頂出太快或太慢,模具的抽芯裝置及嵌件設置不當,型芯彎曲或模具強度不足,精度太差,定位可靠等都會導致

8、塑件翹曲變形。對此,在模具設計方面,應合理確定脫模斜度,頂桿位置和數量,提高模具的強度和定位精度;對于中小型模具,可根據翹曲規律來設計和制作反翹曲模具,將型腔事先制成與翹曲方向相反的曲面,抵消取向變形,不過這種方法較難掌握,需要反復試制和修模,一般用于批量很大的塑件。在模具操作方面,應適當減慢頂出速度或增加頂出行程。此外,模具排氣不良對于塑件的翹曲變形也有一定的影響,應予以注意。對于容易翹曲變形的塑件,可以采用整形處理技術,把塑件放入適合其外型結構的木制夾具中強制定型,但要注意對夾具中的塑件不可施加壓力,應讓其自由收縮,可適當輔以冷卻來促使塑件盡快定型;對于周轉箱等箱體類塑件,可以利用支板或框架定型,防止其收縮或膨脹。(5工藝操作不當在工藝操作過程中,如果注射壓力太低,注射速度太慢,不過量充模條件下保壓時間及注射,周期太短,熔料塑化不均勻,原料干燥處理時烘料溫度過高以及塑件退火處理工藝控制不當,都會導致塑件翹曲變形。對此,應針對具體情況,分別調整對應的工藝參數。翹曲變形缺陷排除方法:翹曲變形缺陷成因與排除檢查點Warping and Twisting Checkpoints(1