塑料：变形对策要点

1、变形对策对夺钢、duranex及其它结晶性工程塑料 进行注塑成型 时，会遇到许多变形问题。这种变形是由于成型中成 型品各部分收 缩不均匀所造成的。要充分使用 结晶性工程塑料，就必 须克服这个变形问题。不均匀的成型收 缩是变形问题的原因所在，而造成不均匀成型收 缩的因素可分 为以下三点：1）形状设计因素（参照下面说明）2）模具设计因素（浇口设计、模具温度 调节）3）成型条件因素现在对各因素 对策的指导思想及其手法，以 夺钢和duranex为例进行逐个 说明。1）形状设计因素请点击与图中形状相当的 标示。请首先理解 变形原因，然后阅读变形对策。l形状圆筒形状| l形状箱形状箱板形状齿轮连接器现状请

2、点击上面图示，进行跳跃浇口设计下面说明一下变形时浇口设计的基本指 导思想。1）统一树脂的流动方向此对策对于树脂充填时因流动方向的不同而容易 产生异向性（厚度薄、玻璃 纤维类材料）的场合 有效。例）细长平板按照从长度方向进行充填的形态设置浇口，可提高平面度（图4-1-1 ）。例）圆盘齿轮）尽可能按照从中央向外 围描画年轮的充填形 态在制品的中央部位 设定（点）浇口，可提高正圆度 （照片4-1-1 ）。如果殳计为多个浇口，可进一步提高正 圆度。所以，大直径圆盘采取多浇口化设计 更为有利（图4-1-2 ）。e 4-1-1细长平板的浇口设计h 4-1-2夺钢m90点浇口数与正亘度i处浇口址中央）1能浇

3、口1薄边中央）9处漏口正b度mm(，1项4点2点 a点国片4tt齿轮的溪口空置超不；入模式4出）轴东轮韵描面4处港口的录动厘式2）加大浇口尺寸如果质量方面没有 问题，由于缩短成型周期和修整 浇口等因素，有时将浇口尺寸设定得较小 然而，过小的浇口尺寸对于变形不利。考虑到强度及外观等品质要求，一般的浇口尺寸如表 4-1-1 所示。a 4-ni 一触淡口尺寸浇口方式旗口尺寸点淡口宜径工或生品谆度蝌冰雁涣口厚度】成型品厚度的阿一70% 宽度浇口周度的11方俺另外，一般而言，所谓成型品厚度是指“进入浇口后成型品的厚度”。成型品整体厚度差异 较大 时，应为“成型品的平均厚度”。返回模具温度调节1）冷却孔位

4、置设计冷却孔时，请务必使冷却孔尽可能地靠近模腔。从模具强度的角度考 虑，建议您一般采取如图4-2-1所示的结构。图冷却孔配置实例凹模面w-1模芯冷却的大致目标札桂3倍孔径?lfi5<=5d r|梗芯直径模芯冷却方法凝e汗-钱帮艮昌5efd第梅加热管水冷剂板考虑冷却的配置通常配置2）凸模冷却凸模是最容易滞留 热量的部分，越是狭窄而 细长的形状越容易滞留 热量。图4-2-2表示了各凸模的冷却方法，表4-2-1列出了用这些方法可设置的最小直径的大致目 标值，务请按照凸模的粗 细决定冷却方法。34-2-2凸模冷却例示般焦首使用例示摺板使用制示入口镀铜含金使用例示3）模具材质难以设置冷却孔的部位或

5、温度可能升高的场合，使用表4-2-2中热传导率好的材 质可收到良好的冷却效果。但由于成本或 强度等因素，需要慎重 选定。表44吨模具材料的热传导率i单位之kcal/m-h-t）热传导率一 - -二一热传导率（s）332锌合金«*«2dc辕青桐2涉10494oflssocskd61喝29铝的）190skd 1123畦铝合金141不镌辆13cr2270不镌锯18-8依成型条件因素注射、保压时间：原则上设定为浇口封闭时间。如图5-1-1所示，如果注射、保压时间比浇口封闭时间短，对模腔 充分传递并保持压力的保压工程就会不足，有时会产生变形。图5-1t 浇口封闭町间与变形量冷却时间：

6、因为成型品在模腔内的形状保持 时间延长，所以许多场合下增加冷却 时间会减少变形。但对于 某些形状 则相反，因模具（模芯）的报紧等原因，有时增加冷却 时间会造成脱模不良而 产生变形，故不能一概 而论。因此，设定冷却时间时，需注意成型品的顶出平衡、厚度及模具温度等 问题。模具温度：与冷却时间同样，在成型品的形状保持效果方面，许多场合下降低模具温度会减少 变形。但 它也并非只要温度低即可。 对于有些形状，温度低反而会 导致模腔与模芯 间的温度差增大而容易 产生变形。并 且，模具温度低于成型品的使用 环境温度时，因后收缩会产生变形或尺寸 变化等问题。因此可以说，在模具温度方面，重要的不是温度高低而是包

7、括模芯冷却在内的温度均匀（均衡），以 实现均 匀的成型收缩。返回l形状l形的倾倒变形l形成型品一般产生向内侧的倾倒变形。其原因有：l部分的成型品在向模具放热过程中，内侧比外侧差，相应地，内侧比外侧冷却慢。因此，内侧比 外侧的成型收缩率大，产生向内侧的倾倒变形。(1)非增强品种非增强品种时，由于收缩率对模具温度及冷却速度等因素的依存性大，微小的模具温度差及冷却 速度差就会造成变形。由于l形的内侧拐角与外侧拐角的放热面积不同，内侧收缩大而外侧收缩小，因此一般向内侧倾(2)玻璃纤维增强等品种玻璃纤维增强等品种时，纤维按下面左侧断面图的形态取向。如果是纤维充填材料，则流动方向的收缩率小，流动垂直方向的

8、收缩率大，即厚度方向的收缩率大，长度方向的收缩率小，如下面中间图所示。因此，拐角的角度因收缩率的不同而不同，这就表现为变形。当材料为玻璃纤维增强类品种时，由于收缩率对模具温度的依存性小，据反映，上述模具温度差 的影响也相应变小。l形的变形对策l形的内侧倾倒变形对策如下：减少拐角内侧材料如图2-3-1所示，通过拐角内侧的减料，非增强品种及玻璃纤维增强品种的内侧倾倒变形均得到 大幅度改善。(deg)愀 倒 角改变浇口位置峨型箫的模具温度：的心辕射压力：80回疗注射速度；1rmw【试瞪材家打夺铜m90:非增握标准g85 : gb25%充填低猫曲gc-25 ： gf25%增着juranex2005二非

9、增强3300 ： gf30%增强标准7407二值fil强低釉曲如图2-3-2所示，通过浇口位置的改变，使内侧倾倒发生改变。特别是在玻璃纤维增强品种中,从拐角处设置浇口后，内侧倾倒变形得到改善。b2-3-2浇口位置与l部分倾倒角度份剧角度.o力cdqjoq 5 4 3 2 1浇口位置：株头部位.浇口位置：拐角部位图2-37减料的有无与l部分的倾倒角度改变无浇口侧的厚度如图2-3-3所示，在非增强品种中，通过反浇口侧的厚度变薄，使内侧倾倒变形得到改善。薄部位与厚部位之比小于 1/2时，变为向外侧倾倒。但是，在玻璃纤维增强品种中没有此效果。图2 3 3夺铜470的厚度变化与l部分表倒角度在拐角的内侧

10、与外侧之间设置模具温度差如图2-3-4所示，通过拐角内侧模具的充分冷却，可使非增强品种的内侧倾倒变形得到改善。但是我们看到，要使倾倒角度接近0度，温度差需要达到 20c以上。如果模具结构比较简单，可只对拐角内侧进行局部冷却时，则没有问题。但如果模具的结构比较复杂，由于温度差增大会对模具的 啮合产生影响，需要注意。另外，在玻璃纤维增强品种中几乎没有此效果。图234夺钢陶。的模具温度差与l部分倾倒角度立)1 ffi制角度十 ri.在拐角的内侧设置三角肋条此手法最为有效，非增强品种及玻璃纤维增强品种的内侧倾倒变形均可得到大幅度改善。三角肋条必须从尽可能高的位置设置才有好的效果。其厚度设定为l形厚度的

11、1/31/2,由此还可防止产生凹痕。但是，由于受到部件性能上的制约，有时不能设置肋条，因此需要充分的注意和确认。将以上效果的情况进行汇总后，得到表 2-3-1表27t内脚候倒效果对策/品种聿增砥祖始阴圾羯地蚓s制,0壹je浇口位""x 3x犊具程度差0x5三角舫条1 6。：效果大 。；噌做累 x:设有效拉对上述变形采取事前对策是解决问题的捷径。无庸置疑，解决变形问题所需要的时间（人力物力） 和费用，因对策的有无而大不相同。返回圆筒形状1）非墙虽品种当树脂为非增强品种时，可得到直径（mm）/1000程度的正圆度。需要小于它的精度时，由于有非常 微小的收缩率分布的影响，一般采取

12、减少收 缩率绝对值的方法。具体而言，就是高压注射、注射压缩、局部加压及低温模具等方法。2）玻璃纤维等增强品种当树脂为玻璃纤维充填增强品种时，因其材料及品种的不同而不同，熔合 纹的凸起一般约为50微 米，正圆度受到的影响也相 应变大。最有效的对策就是设计为不产生熔合纹的形状，例如，设置圆盘浇口或外围肋条等。磨含纹的凸起rz返回箱形状箱型形状内倒箱型形状可 认为是由l型形状围成的形状。因此，如 图3-1-1所示，箱型形状的四 边产生l形的内倒。特别是四 边的中央部分，由于受其它 边限制的影响小而向内 侧产生较大的翘曲变形。一般而言，在四方框的 长边与短边中，长边的内翘更大。如图3-1-2所示，跨度

13、越大，则内翘越大。其原因与l形 同样，一般认为有以下几点。图建度距离与箱体的内弼属度距的（mm）1）非增强品种非增强型时，由于收缩率对模具温度及冷却速度等因素的依存性大，微小的模具温度差及冷却速度差就会造成变形。箱型形状的内 翘变形与l形同样，由于内侧与外侧的放热面积不同，内侧收缩大而外侧收缩小，因此产生向内侧 倾倒的变形。2）玻璃纤维等增强品玻璃纤维等增强品种时，在箱型形状的l形部分的内 侧与外侧，玻璃纤维的取向不同。在外 侧，玻璃纤维沿流动方 向的取向强烈，难以收缩。而在内侧，取向杂乱，容易收缩。因此，内侧的成型收缩相对增大，产生内倒变形（图 3-1-4 ）。图37-3箱体变形模型图3t7

14、箱体变形模型，玻璃纤维增强品种）放热工大凹根的模具放热工大，凸模恻模具一放热：小放热：小：j夕收抽大氐，l e j *过去，人们一直是上述 观点，但最近开始有了下面 观点。由纵横比值大的充填材料制作增 强品种制品 时，充填材料在l形部分按下面断面 图的形态进行取向。如果是 纤 维充填材料，则流动方向的收缩率小，流动垂直方向的收缩率大。即，长度方向的收缩率小，厚度方向的收缩率 大，如右图所示。因此，拐角的倾倒角度因收 缩率的不同而 变化。这就表现为箱型形状的内倒 变形。当材料为玻璃 纤维增强类品种时，由于收缩率对模具温度的依存性小，据 说上述模具温度差的影响也相 应变小。箱型形状的变形对策箱型形

15、状的内 翘变形对策如下:冷却模芯部分箱型形状的内翘变形的主要原因是模芯部分的冷却效果差，因此对模芯部分的冷却极其有效。如图3-1-5所示，特别是非增强品种的内翘变形可得到大幅度改善。m90 gb-25 gc-25 soqfi 3300 7407【成型条件模具温度：夺铜t模芯冷却） 80七伊口七）60x；t4 口七） 注射压力：bqokgt防f 注射通度：2mmi.门juranax1模芯冷却）【试验材料】夺铜m9o;非帽强标准gb-25：g日"力充填低超曲go25：gfz5累增强 juranak抑九:非增强330o;gf3g增强标准7407:gfita 低翘曲返回改变浇口位置如图3-1

16、-6所示，改变浇口位置，内翘变形发生改变。特别是在玻璃纤维增强类品种中，从顶面设 置中心点浇口后，可收到改善内翘变形的效果。在开口外围设置肋条如图3-1-7所示，在开口外围按照增加凸缘的形态设置肋条，可收到改善内翘变形的效果。特别 是玻璃纤维增强类品种的内翘变形可得到大幅度改善。内翘变雅量图377外图肋条的有无与箱体内翅2.52,01.51.0oe【成型条件】模具僵度c夺铜瓯juran*jt 60七注射压力：800kgt3f注射速度：2m/mni无外围肋条 _有外的助条m90 gb 25 gc 25 2002 3300 7407改变侧面与顶面间厚度比如图3-1-8所示，对侧面与顶面之间的厚度设

17、置偏差，可收到改善内翘变形的效果。特别是非增强品种的内翘变形可得到大幅度改善。图3t8厚度比改变与箱体内翘内糊变影量m成型条件 模具温度匚夺铜配七juranajl 60'c注射压力iaoqkge/icm2注射速由汇总以上效果，得到表3-1-1 o表3tt内麴效果平板形状有肋条平板的翘曲变形为了提高刚性或矫正翘曲，通常成型品都 设置有肋条。但是，当肋条比成型品的冷却速度快 时，就会因成 型收缩的差异而产生变形。1）相虽化品种如果肋条收 缩大导致基体突起 时，则肋条 发生凹曲变形。非强化品种的收缩率基本上由厚度、模具温 度及保压压力决定。总体而言，如果设计为均 等的厚度，就不会发生变形。有

18、肋条平板的变形对策这里用实例表示了最常 见的周围带有肋条的平板的 变形对策。对于这种平板的适用原 则是进行图2-2-1 所示的h型设计，但需要注意的是，从部件性能上考虑，许多情况下只能 设计在单侧。2）玻璃纤维等强化品种对于充填强化品种，因充填物的取向而使流 动方向的收缩率小，流动垂直方向的收缩率 大。同时，厚度厚的部分取向 趋势大。由于上述原因，肋条的收 缩率小，容易产生 肋条凸起变形。重要的是，尽可能在 长度方向上设计浇口以 加强流动，使肋条与基体的取向达到相同。b 2-2-1有助条平板的形状但是，根据材料的不同，有 时可通过调整基体与肋条的厚度比来解决变形问题。请见下面示例。用形状如图2

19、-2-2所示的试片，改变其基体与肋条的厚度比，测定翘曲变形量，便得到如 图2-2-3、2-2-4所示的结果。从中我们看到，通过与材料品种（特性）相吻合的最佳厚度 设计，可以减少翘曲变形图"2"2有肋条平板的试片形状与成型条件工4白丫朵00 - j基体厚度；2mt6肋条厚度:d.6 1.2 2.0 z631240mmt点浇口 si,m侧浇口 owxio（成型条件梅恩1廛-8附注箍压力：hdokwcnr'渤耀# j叱njurwhh r znvminm&o :非增强标准ge35 ：gh25存充填斑曲33。石国口离爆强区准74q7:gf增强低糊曲图上2-3有肋条平板的形状（点浇口 ）劭条侧凸起0-5101520肋条厚度/基体原席bh2-2m有勘条平坂的形状（侧浇口）肋条侧凸起-"i=lu *96 （18-25