塑料：变形对策

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 圆筒形状箱形状平板形状 齿轮 连接器现状请点击上面图示

2、，进行跳跃。l 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（侧）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）。如果设计为多个浇口，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）。 （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

3、，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。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l 模具温度调节（1）冷却孔位置设计冷却孔时，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。 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。（3）模具材质难以设置冷却孔的部位或温度可能升

4、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。返回l 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。冷却时间：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

5、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 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

6、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，因此一般向内侧倾倒。（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

7、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。改变浇口位置如图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。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。在拐角的内侧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20以上。如果模具结构比较

8、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。 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。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

9、对策的有无而大不相同。返回l 圆筒形状（1）非增强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。 返回l 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

10、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，跨度越大，则内翘越大。其原因与L形同样，一般认为有以下几点。 （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，

11、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）。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状

12、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。改变浇口位置如图3-1-6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。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

13、形可得到大幅度改善。汇总以上效果，得到表3-1-1。返回l 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）非强化品种  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

14、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。 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2-2-2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，可以减少翘曲变形量。返回l 连接器形状最近LAPEROS开始大量用于制作薄板连接器。其中当然有LAPEROS耐热性的原因，但更重要的原因是LAPEROS的高流动性，可进行薄板设计。本公司对经常出现的薄板连接器的变形问题进行了研究，这里列举了研究结果。 请点击下面的项目，阅读详细信息。 （1）使用单纯箱形成型品的侧板与底板的厚度比请向本公司垂询（2）使用连接器模型 2-1.形状的影响2-2.成型条件的影响请向本公司垂询（3）连接器中使用的各品种LAPEROS的变形 （4）回流前后的翘曲变形（各种材料的比较）请向本公司垂询所谓连接器的变形薄板连接器的变形