影响塑料制品收缩率的因素

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1、影响塑料制品收缩率的因素: 1.成型工艺对塑料制品收缩率的影响（1） 成型温度不变，注射压力增大，收缩率减小；（2） 保持压力增大，收缩率减小；（3） 熔体温度提高，收缩率有所降低；（4） 模具温度高，收缩率增大；（5） 保压时间长，收缩率减小，但浇口封闭后不影响收缩率；（6） 模内冷却时间长，收缩率减小；（7） 注射速度高，收缩率略有增大倾向，影响较小；（8） 成型收缩大，后收缩小。后收缩在开始两天大，一周左右稳定。柱塞式注射机成型收缩率大。2、 塑料结构对制品收缩率的影响（1） 厚壁塑件比薄壁塑件收缩率大（但大多数塑料1mm薄壁制件反而比2mm收缩率大，这是由于熔体在模腔内阻力增大的缘故）

2、；（2） 塑件上带嵌件比不带嵌件的收缩率小；（3） 塑件形状复杂的比形状简单的收缩率要小；（4） 塑件高度方向一般比水平方向的收缩率小；（5） 细长塑件在长度方向上的收缩率小；（6） 塑件长度方向的尺寸比厚度方向尺寸的收缩率小；（7） 内孔收缩率大，外形收缩率小。3、 模具结构对塑料制品收缩率的影响（1） 浇口尺寸大，收缩率减小；（2） 垂直的浇口方向收缩率减小，平行的浇口方向收缩率增大；（3） 远离浇口比近浇口的收缩率小；（4） 有模具限制的塑件部分的收缩率小，无限制的塑件部分的收缩率大。4、 塑料性质对制品收缩率的影响（1） 结晶型塑料收缩率大于无定形塑料；（2） 流动性好的塑料，成型收缩

3、率小；（3） 塑料中加入填充料，成型收缩率明显下降；（4） 不同批量的相同塑料，成型收缩率也不相同。流动取向是塑料在模塑过程中由于流动而产生的分子链取向。拉伸取向是塑料在外力作用下分子链被强制拉伸产生的取向。淬火是塑料成型过程中为了减小结晶度而进行的快速冷却。异相成核，是结晶过程中结晶在相界面，或者杂质表面发生。膨胀比：塑料在挤出过程中，挤出后材料径向膨胀，膨胀比就是挤出后材料的直径和出口孔径的比。离模膨胀又叫出口膨胀，在挤出过程中，挤出物离开模后，其横截面尺寸因弹性回复而大于口模尺寸的现象。收缩是塑料加工商们面临的大敌，特别是对于表面质量要求较高的大型塑料制品，收缩更是一个顽疾。因此人们开发

4、了各种技术，以最大限度地减少收缩，提高产品质量。 在注塑塑料部件较厚位置，如筋肋或突起处形成的收缩要比邻近位置更严重，这是由于较厚区域的冷却速度要比周围区域慢得多。冷却速度不同导致连接面处形成凹陷，即为人们所熟悉的收缩痕。这种缺陷严重限制了塑料产品的设计和成型，尤其是大型厚壁制品如电视机的斜面机壳和显示器外壳等。事实上，对于日用电器这一类要求严格的产品上必须消除收缩痕，而对于玩具等一些表面质量要求不高的产品允许有收缩痕的存在。 形成收缩痕的原因可能有一个或多个，包括加工方法、部件几何形状、材料的选择以及模具设计等。其中几何形状和材料选择通常由原材料供应商决定，且不太容易改变。但是模具制造商方面

5、还有很多关于模具设计的因素可能影响到收缩。冷却流道设计、浇口类型、浇口尺寸可能产生多种效果。例如，小浇口如管式浇口比锥形的浇口冷却得快得多。浇口处过早冷却会减少型腔内的填充时间，从而增加收缩痕产生的几率。对于成型工人，调整加工条件是解决收缩问题的一种方法。填充压力和时间显著影响收缩。部件填充后，多余的材料继续填充到型腔中补偿材料的收缩。填充阶段太短将会导致收缩加剧，最终会产生较多或较大的收缩痕。这种方法本身也许并不能将收缩痕减少到满意的水平，但是成型工人可以调整填充条件改善收缩痕。 还有一种方法是修改模具，有一种简单的解决方法就是修改常规的型芯孔，但是并不能指望这一方法适用于所有的树脂。另外，

6、气体辅助方法同样值得一试。 柱、气体和泡沫 GE聚合物加工研究中心(PPDC)进行了一项12个月的研究，来评估8种不同的旨在减少收缩痕的方法。这些技术代表了减少收缩痕的一些最新思路。这些方法可以分为两类：一类可以称为取代材料法，另一类为去除热量法。取代材料法是通过增加或减少可能收缩区域的材料用量来减少收缩痕。去除热量法旨在快速地将可能产生收缩的区域的热量去除，从而减少较薄区域和较厚区域产生的冷却不均的可能性。 在本次研究中，共评估了5种取代材料法：伸出式凸柱、圆头凸柱、带弹簧凸柱、气体辅助成型和化学发泡。三种去除热量法：铍-铜凸柱、铍-铜嵌件以及特殊设计的热活动凸柱。评估的对象是待试部件中产生

7、的收缩痕的数量，待试部件为带有三角形凸起的制品。所有方法比较的标准为标准工具不锈钢凸柱。该测试工具能产生壁厚为2.5mm的圆盘，凸柱高为22.25mm，直径为4.5mm，壁厚为1.9mm，在底盘上有2mm的三角铁。 该研究所用的成型设备为350t的水平触动液压机，材料为日用电子产品中常用的材料，也是收缩问题严重的材料，即GE的PC/ABS、CycoloyCU6800和PPE/PS、NorylPX5622。这两种材料的加工范围均在产品技术参数建议范围的中间点。如果收缩痕处于最小状态，可以下调填充量来引发更多收缩痕，以方便度量并与经验方法进行比较。尽管收缩痕通常都是通过肉眼来观察的，但是这些试验采

8、用了一种机器对收缩痕的深度进行了定量测量。 试验内容 试验的标准技术之一是伸出式凸柱，即标准凸柱伸出进入凸柱底部的壁里，从而减小壁厚并补偿凸柱中多余材料造成的效果。试验中采用了两种伸出深度，分别为壁厚的25%和50%。另外一个试验采用了一种圆头而不是尖头的凸柱。这个方法不是去除凸柱区域的材料，而是使得各区域的过渡更加连贯。还有一种方法在顶出板和凸柱之间使用弹簧。弹簧使得部件冷却后凸柱底下的材料仍处于压力状态，以使材料获得补偿收缩的效果。结果会受到弹簧初始压力以及弹簧“刚性”的影响，试验评估了这两种因素的影响。使用了两种不同刚度的弹簧，对每种刚度的弹簧都施加了多种不同的初始压力。 化学发泡剂也在

9、本次试验的评估内容里，因为化学发泡剂的优势在于不用对工具进行任何改变。该方法的理论依据是在较厚的区域也就是最可能产生收缩的区域发泡，发泡过程会产生足够的局部压力以阻止收缩。当然，在发泡过程中只能使用少量(0.25%)的发泡剂(SafoamRPC-40)，以免形成裂纹损伤部件表面。通过加工过的凸柱注射氮气来试验气体辅助成型，氮气在通常容易出现收缩的区域形成气泡，这样就可以去除该区域的材料用气泡里的气体来填充该区域。 为了实现热量快速转移，使用了一种由铍-铜构成的凸柱，热传导速度远远超过不锈钢材料。该技术同样要求凸柱的后端与巨大的热池连接，使得热量能够完全从凸柱的区域去除。该方法的另一种方式是利用

10、标准的不锈钢凸柱但是在凸柱周围区域安装铍-铜的插件。这就要求对模具型腔进行充分的修改，在该区域加工出一个小槽安装筋肋/凸柱结构。筋肋/凸柱结构加工成独立的铍-铜型腔插件，安装在小槽里。热传导速率高的插件会将凸柱区域的热量完全吸收并导入到工具中。前两种方法采用的是被动的热去除方法，“热活动凸柱”包含了一种流体将热区域的热量带走并分散到冷却装置。 结果的比较 采用PC/ABS材料时，五个试验方法产生的收缩比标准凸柱产生的收缩少。所有的去除热量的方法效果很好，取代材料的方法中只有加载弹簧的凸柱的方法比标准凸柱效果好，而弹簧的预加载压力对性能的影响尤为突出。气体辅助方法的结果不是决定性的：使用该种模具

11、和材料，由于制品壁太薄，熔融-冷却速度太快，从而气体渗透很难保持一致。发泡试验也没有决定性的影响。部件表面明显的裂纹表明，在本方法还不能与其他方法相提并论之前，应该减少发泡剂的数量。 使用PPE/PS树脂时，加载弹簧的凸柱同样表现出色。其他三种取代材料方法，包括伸出式凸柱法和气体辅助成型法效果也比标准凸柱的效果好。对于去除热量法，只有铍-铜凸柱方法比标准凸柱方法的效果好。 而圆头凸柱方法对于两种材料的效果都不好。意外的是伸出式凸柱方法对于PC/ABS材料而言效果很不好，而二十年来，伸出式凸柱一直是推荐的方法。这些试验结果表明这些方法对于不同材料而言效果并不是相同的。 最有趣的结果还是来自加载弹

12、簧式凸柱的方法。对于两种材料而言，适当使用弹簧的预压力，制品收缩性均得到了50%的改善。弹簧钢性的影响似乎不如弹簧预压力的影响大。预压力过小，塑料熔体将凸柱的背端推得太远，导致凸柱区域太多材料滞留，从而导致收缩。弹簧预压力过大，在熔体的压力下不会被压缩，效果和标准凸柱一样。测量筋肋结构附近的收缩痕时，弹簧加载方法还显示了惊人的结果。尽管该方法旨在将凸柱附近的收缩最小化，加工PPE/PS材料时，相连的筋肋结构处的收缩也得到了惊人的改善。可能是凸柱压缩时有效地将材料填充进筋肋结构，从而减少了收缩。 不管结果如何，人们也不应就此低估气体辅助成型方法和化学发泡剂方法。对于气体辅助成型，模具没有得到优化

13、，有望在较大尺寸部件中起到很好的效果，因为它能覆盖的区域比加载弹簧凸柱覆盖的范围更大。而且，如前所述，这些试验中发泡剂的配方也没有得到优化。影响成型收缩率的因素影响成型收缩率的因素影响热塑性塑料成型收缩的因素有以下几点：一、塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形成的体积变化，内应力强，冻结在塑件产品的残余应力大，分子取向强等因素，因此与热固性塑料相比则成型收缩率较大，收缩率范围宽，方向性明显，另外成型后的收缩、退火或者调湿度处理后的收缩一般也都比热固性塑料大。二、塑件特性成型时熔料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却形成收缩率大的高密度

14、固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外，有无嵌件布局、数量都直接影响料流方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小，方向性影响极大。三、浇口尺寸、形式、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间，直接进料口、浇口截面积大则收缩小但方向性大，浇口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩率大。四、成型条件模具温度高，熔料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶性料则结晶度高，体积变化左，故收缩更大。模具温度分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外，保压压力及时间对收缩影响较大，压力大，时间长的则收缩

15、小但方向性大。注射压力高，熔料粘度差小，脱模后弹性回跳大，故收缩也可适量的减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此在成型时调整模具温度、压力、注射速度及冷却时间等诸多因素也可适当改变塑件产品收缩情况。注塑制品的成型是一个非常复杂的多因素耦合作用的动态加工过程,成型过程的每个因素都对制品的成型质量产生重要影响,其中成型收缩是影响制品质量的关键因素之一。影响注塑制品收缩的因素很多,成型材料包括高聚物的分子链结构、结晶度、力学性能、流变性能等)、制品结构包括制品厚度、嵌件结构等)、工艺条件;包括注射速度、保压压力、保压时间、冷却时间等);和模具设计;包括浇口位置和数量、冷却回路分布等);等都影响其收缩

16、行为。本文采用CAE的方法来研究制品厚度的变化对注射成型横向收缩率(;沿着流动的方向);和纵向收缩率(;垂直流动方向);的影响。模拟实验条件（一）实验制品结构与尺寸模拟实验采用的制品结构如图1所示, 制品为36mm36mm 的方形制品, 为了研究清楚厚度对注射成型收缩率的影响规律, 在厚度范围0.84.0mm 内,厚度每增加0.5mm 得到一个制品, 测定其横向收缩率Sh( 测Sh1、Sh2、Sh3 等3 处收缩率的平均值)与纵向收缩率Sz( Sz1、Sz2、Sz3 等3&n

17、bsp;处收缩率的平均值) 。      （二） 模拟实验的工艺条件与方法实验针对不同厚度的制品, 分别采用2种材料进行研究, 结晶型材料PP 和非结晶型材料ABS进行模拟。每种材料均按常用的工艺条件进行“填充+翘曲”模拟, 工艺条件如表1所示。同一材料的工艺条件用于不同厚度的制品, 浇口位置如图1 所示。分别对每一种厚度的制品进行“填充+翘曲”分析, 然后测得如图1 所示的Sh1、Sh2、Sh3、Sz1、Sz2、Sz3 等6 个位置的

18、收缩率, 取Sh1、Sh2、Sh3 等3 个的平均值即为制品的横向收缩率Sh, 而Sz1、Sz2、Sz3 等3 个位置的收缩率即为制品的纵向收缩率Sz。  模拟结果及数据处理采用图1所示的制品和表1中的工艺条件, 应用MoldFlow软件的“Flow+Warp”功能模拟制品收缩的情况, 如图2所示, 图2中显示为用PP 塑料, 厚度为1.4mm制品的翘曲情况。 P     在模拟的结果中利用MoldFlow的结果查询功能, 对图1所示的

19、6个位置的收缩率进行测量, 得到Sh1、Sh2、Sh3、Sz1、Sz2、Sz3 等6个位置的收缩率, 记录于表2表3。  根据以上不同厚度的制件的模拟结果, 利用MATAB软件进行样条曲线拟合的方法对制品收缩率的结果数据进行拟合处理, 可得如图3( 结晶型材料PP) 和图4( 非结晶型材料ABS) 所示的不同厚度制品的收缩率变化曲线。结束语由图3和图4曲线可以看出, 不论是结晶型塑料还是非结晶型塑料的制品,;制品的厚度不同时, p;制品的收缩率是有很大的差别,;随着制品厚度的增大,;制

20、品的纵向收缩率和横向收缩率都在增大。但是这种增大的趋势是非线性的;而是随着厚度的增加而逐渐减缓,;且纵向收缩率略小于横向收缩率。 塑料加工收缩问题塑料加工收缩问题是塑料加工中最常见的问题之一，对表面质量要求高的塑料制品，收缩更是棘手的问题。因此随着塑料加工工艺的不断完善，以最大限度地减少塑料加工收缩问题，提高产品质量势在必行。在塑料加工注塑塑料部件较厚位置，如筋肋或突起处形成的收缩要比邻近位置更严重，这是由于较厚区域的冷却速度要比周围区域慢得多。冷却速度不同导致连接面处形成凹陷，即为人们所熟悉的收缩痕。这种缺陷严重限制了塑料产品的设计和成型，尤其是大型厚壁制品如电视机的斜面机壳和显示器外壳等。

21、事实上，对于日用电器这一类要求严格的产品上必须消除收缩痕，而对于玩具等一些表面质量要求不高的产品允许有塑料加工收缩痕的存在。 形成塑料加工收缩痕的原因可能有一个或多个，包括加工方法、部件几何形状、材料的选择以及模具设计等。其中几何形状和材料选择通常由原材料供应商决定，且不太容易改变。但是模具制造商方面还有很多关于模具设计的因素可能影响到塑料加工收缩环节。冷却流道设计、浇口类型、浇口尺寸可能产生多种效果。例如，小浇口如管式浇口比锥形的浇口冷却得快得多。浇口处过早冷却会减少型腔内的填充时间，从而增加收缩痕产生的几率。对于成型工人，调整加工条件是解决塑料加工收缩问题的一种方法。填充压力和时间显著影响

22、收缩。部件填充后，多余的材料继续填充到型腔中补偿材料的收缩。填充阶段太短将会导致收缩加剧，最终会产生较多或较大的收缩痕。这种解决塑料加工收缩方法本身也许并不能将收缩痕减少到满意的水平，但是成型工人可以调整填充条件改善收缩痕。 还有一种方法是修改模具，有一种简单的解决方法就是修改常规的型芯孔，但是并不能指望这一方法适用于所有的树脂。另外，气体辅助方法同样可以解决塑料加工收缩问题。 注塑模具设计得合理与否会直接影响塑料制品的收缩率，由于模具型腔尺寸是由塑料制品尺寸加上所估算的收缩率求得的，而收缩率则是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值，它不仅与模具的浇口形式、浇口位置与分布有关，而

23、且与工程塑料的结晶取向性(各向异性)、塑料制品的形状、尺寸、到浇口的距离及位置有关，同时和模具冷却分布系统紧密相关。影响塑料收缩率的主要有热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩与弹性回复等因素，而这些影响因素与精密注塑制品的成型条件或操作条件有关。因此，在设计模具时必须考虑这些影响因素与注塑条件的关系及其表观因素，如注塑压力与模腔压力及充模速度、注射熔体温度与模具温度、模具结构及浇口形式与分布，以及浇口截面积、制品壁厚、塑料材料中增强填料的含量、塑料材料的结晶度与取向性等因素的影响。上述因素的影响也因塑料材料不同、其它成型条件如温度、湿度、继续结晶化、成型后的内应力、注塑机的变化而不同。 由于注

24、塑过程是把塑料从固态(粉料或粒料)向液态(熔体)又向固态(制品)转变的过程。从粒料到熔体，再由熔体到制品，中间要经过温度场、应力场、流场以及密度场等的作用，在这些场的共同作用下，不同的塑料(热固性或热塑性、结晶性或非结晶性、增强型或非增强型等)具有不同的聚合物结构形态和流变性能。凡是影响到上述场的因素必将会影响到塑料制品的物理力学性能、尺寸、形状、精度与外观质量。这样，工艺因素与聚合物的性能、结构形态和塑料制品之间的内在联系会通过塑料制品表现出来。分析清楚这些内在的联系，对合理地拟定注塑加工工艺、合理地设计并按图纸制造模具、乃至合理选择注塑加工设备都有重要意义。精密注塑与普通注塑在注塑压力和注

25、射速率上也有区别，精密注塑常采用高压或超高压注射、高速注射以获得较小的成型收缩率。综合上述各种原因，设计精密注塑模具时除考虑一般模具的设计要素外，还须考虑以下几点：采用适当的模具尺寸公差；防止产生成型收缩率误差；防止发生注塑变形；防止发生脱模变形；使模具制造误差降至最小；防止模具精度的误差；保持模具精度。 收缩率会因注塑压力而发生变化，因此，对于单型腔模具，型腔内的模腔压力应尽量一致；至于多型腔模具，型腔之间的模腔压力应相差很小。在单型腔多浇口或多型腔多浇口的情况下，必须以相同的注塑压力注射，使型腔压力一致。为此，必须确保使浇口位置均衡。为了使型腔内的模腔压力一致，最好使浇口入口处的压力保持一

26、致。浇口处压力的均衡与流道中的流动阻力有关。所以，在浇口压力达到均衡之前，应先使流通均衡。 由于熔体温度和模具温度对实际收缩率产生影响，因此在设计精密注塑模具型腔时，为了便于确定成型条件，必须注意型腔的排列。因为熔融塑料把热量带入模具，而模具的温度梯度分布一般是围绕在型腔的周围，呈以主流道为中心的同心圆形状。 因此，流道均衡、型腔排列和以主流道为中心的同心圆状排列等设计措施，对减小各型腔之间的收缩率误差、扩大成型条件的允许范围以及降低成本都是必要的。精密注塑模具的型腔排列方式应满足流道均衡和以主流道为中心排列两方面的要求，且必须采用以主流道为对称线的型腔排列方式，否则会造成各型腔的收缩率差异。

27、 由于模具温度对成型收缩率的影响很大，同时也直接影响注塑制品的力学性能，还会引起制品表面发花等各种成型缺陷，因此必须使摸具保持在规定的温度范围内，而且还要使模具温度不随时间变化而变化。多型腔模具的各型腔之间的温差也不得发生变化。为此，在模具设计中必须采取对模具加热或冷却的温度控制措施，且为了使模具各型腔间的温差尽量缩小，必须注意温控-冷却回路的设计。在型腔、型芯温控回路中，主要有串联冷却与并联冷却两种连接方式。 从热交换效率来看，冷却水的流动应呈紊流。但是在并联冷却回路中，成为分流的一条回路中的流量比在串联冷却回路中的流量小，这样可能会形成层流，而且实际进入每条回路中的流量也不一定相同。由于进

28、入各回路的冷却水温度相同，各型腔的温度也应相同，但实际上因各回路中的流量不同，且每条回路的冷却能力也不相同，致使各模腔的温度也不可能一致。采用串联冷却回路的缺点是冷却水的流动阻力大，最前面的型腔入口处的冷却水温度同最后型腔入口处的冷却水温度有明显的差别。冷却水出入口的温差因流量的大小而变化。对于加工.塑料件的小型精密注塑模具而言，一般从降低模具成本考虑，采用串联冷却回路较适宜。如果所使用的模温调节控制仪(机)的性能能在2内控制冷却水的流量，则各型腔的温差最大也可保持在2范围内。 模具型腔和型芯应有各自的冷却水回路系统。在冷却回路的设计上，由于从型腔和型芯上所摄取的热量不同，回路结构的热阻力也不

29、一样，型腔与型芯入口处的水温会产生很大的温差。若采用同一系统，冷却回路设计也较困难。一般.塑料件用的小型注塑模具型芯都很小，采用冷却水系统有很大的困难。如有可能，可以采用被青铜材料制造型芯，对实心铍青铜型芯则可采用插入式冷却的方法。另外，在对注塑制品采取防止翘曲的对策时，也希望型腔与型芯之间保持一定的温差。因此设汁型腔与型芯的冷却回路时应能分别进行温度的调节和控制。为了保持在注塑压力、锁模力下的模具精度，设计模具结构时必须考虑对型腔零件进行磨削、研磨和抛光等加工的可行性。尽管型腔、型芯的加工已经达到高精度的要求，而且收缩率也同所预计的一样，但由于成型时的中心偏移，其所成型的制品内侧、外侧的相关

30、尺寸都很难达到塑料零部件的设计要求。为了保持动、定模型腔在分型面上的尺寸精度，除了设置常规模具所常用的导柱、导套定中心外，还必须加装锥形定位销或楔形块等定位以确保定位精度准确、可靠。 精密注塑技术是塑料零部件的主要和关键生产技术，而精密注塑模具的设计是这项生产技术的主要部分，合理地设计精密注塑模具是获得精密制品的基础和必要前提。通过合理地确定模具的尺寸与公差、采取防止注塑制品产生收缩率误差、注塑变形、脱模变形、溢边等，以及确保模具精度等技术措施，并采用正确的精密注塑工艺、适用的工程塑料材料和精密的注塑设备，使之达到最佳的匹配！ 塑料的成型收縮率成型收縮率指的是注塑成型的制品與模具的對應体積相比

31、時,所發生的縮小比率.塑料加熱熔化后,因受熱而產生膨脹.而在成型射出后,因射出壓力而受壓縮再行收縮.成型品在模具內因冷卻固化,又再度收縮,但是當離模后又因壓力的復原而再度產生若干膨脹現象.總結的體積差,稱為成型收縮量.成型收縮率可以下式表示:成型收縮率=模具尺寸-成型品尺寸/模具尺寸成性收縮率以1/1000為單位表示之或以百分率(%)來表示.特點:1.樹脂流動方向的垂直方向收縮率較大,而流動方向的收縮律率較小.2.結晶性樹脂(PET,PA,POM,PP)比非結晶性樹脂(PC,PVC,PS,PMMA)成型收縮率大.3.非強化材料比強化材料的成型收縮率大.4.即使是同一種材料,在不同的注塑條件下收

32、縮率也有變化,非結晶性樹脂受壓力的影響,結晶性樹脂易受溫度條件的影響.影響成型收縮率的因素:1.強化性因素影響成型收縮律率的因素很多,可分為決定性和非決定性因素.即使同一种材料,按強化因素區分,結果也大不相同.如尼龍-6材料,在非強化條件下,成型收縮率約為1.21.9%;若以玻璃縴維對其強化15%,那么收縮率為0.70.9%;強化30%,收縮率為0.50.7%;強化50%,收縮率為0.40.5%.2.注塑壓力即使同一種材料,注塑條件變化時收縮率也會變化,理解這一點對設計開發人員很有必要. 注塑壓力增加時,模具內被注塑進去的樹脂的壓力增大. 有更多的樹脂被填充進去,收縮率趨于減少. 反之,若壓力

33、過大,也影響模具的成型力,會產生毛邊,導致收縮率增大. 3.注塑溫度注塑成型溫度越高,樹脂也融化時的体積越大,冷卻時釋放的熱量也越多,因此會加速結晶現象使收縮率增大. 如果溫度過低,會導致材料流動不暢,使制品產生殘留應力,影響其耐久性或產生阻隘力.4.模具溫度與冷卻時間模具溫度增加時,樹脂進入模具的阻力減少,收縮率也相應地趨于變化. 但另一方面,模具的熱量也促使了結晶現象,因此更多的情況下導致收縮率增大. 此時若延長冷卻時間,也可以起到減少收縮的作用.但會導致生產性下降,螺桿內樹脂隨之分解,物性隨之降低,所以應辯証地對待.5. 后收縮即使注塑成型時收縮率不大的制品,也會在自然冷卻時結晶,吸濕並

34、徐徐收縮,尤其是結晶性樹脂,大都發生這种稱之為“后收縮”的現象.當然,后收縮的程度不如制品在模具內收縮的程度大.另外,有些樹脂(如NYLON)結晶現象影響而發生的膨脹效應超過了因吸濕而產生的收縮反應,外形尺寸反而羅有增加.常見塑料的成型收縮率樹脂名稱 成型收縮率 樹脂名稱 成型收縮率PS 0.30.6 POM 2.02.5ABS 0.30.7 POM+20%GF 0.21.8ABS+GF 0.10.2 PC 0.50.7LDPE 1.55.0 PC+GF(1040%) 0.10.25HDPE 2.05.0 NYLON-6 0.61.4PP 1.02.5 NYLON-66 塑料的收缩主要是和你冷

35、却的温度有关，还和你冷却的速度有一定的关系！收缩率系指塑胶制品冷却固化经脱模成形后，其尺寸与原模具尺寸间之误差百分比，可依ASTM D955方法测得。在塑胶模具设计时，须先考虑收缩率，以免造成成品尺寸的误差，导致成品不良。以下列举几项常用塑胶原料之收缩率比较。 热塑性塑料 塑料名称 成形收缩率(%) 塑料名称 成形收缩率(%) ABS 0.30.8 PBT 1.32.4 AS 0.20.7 PC 0.40.7 CA 0.30.8 PCTFE 0.22.5 CAB 0.40.5 PE 0.52.5 CAP 1 PET 2.02.5 CP 0.40.5 PES 0.51.0 EC 0.40.5 P

36、MMA 0.20.8 EPS 0.4 POM 0.83.5 FEP 3.04.0 PP 1.02.5 FRP 0.10.4 PPO 0.50.7 EVA 0.51.5 PPS 0.61.4 HDPE 1.22.2 PS 0.21.0 HIPS 0.21.0 PVA 0.51.5 LCP 0.11.0 PVAC 0.51.5 LDPE 1.53.0 PVB 0.51.5 PA 0.62.5 硬质PVC 0.10.5 PA-6 0.52.2 软质PVC 1.05.0 PA-66 0.52.5 PVCA 1.05.0 PA-610 1.2 PVDC 0.52.5 PA-612 1.1 PVFM 0.

37、51.5 PA-11 1.2 SAN 0.20.6 PA-12 0.31.5 SB 0.21.0 PAR 0.81.0 热固性塑料 塑料名称 成形收缩率(%) 塑料名称 成形收缩率(%) EP 0.10.5 SP 0.00.5 MF 0.51.5 UF 0.61.4 PDAP 0.10.5 UP 0.11.2 PF 0.40.9 DAP 0.10.5 PU 0.60.8 BMC 0.00.2 热塑性塑料的特性是在加热后膨胀，冷却后收缩，当然加压以后体积也将缩小。 在注塑成形过程中，首先将熔融塑料注射入模具型腔内，充填结束后熔料冷却固化，从模具中取出塑件时即出现收缩，此收缩称为成形收缩。塑件从模

38、具取出到稳定这一段时间内，尺寸仍会出现微小的变化，一种变化是继续收缩，此收缩称为后收缩。另一种变化是某些吸湿性塑料因吸湿而出现膨胀。例如尼龙610含水量为3%时，尺寸增加量为2%；玻璃纤维增强尼龙66的含水量为40%时尺寸增加量为0.3%。但其中起主要作用的是成形收缩。 目前确定各种塑料收缩率（成形收缩后收缩）的方法，一般都推荐德国国家标准中DIN16901的规定。即以230.1时模具型腔尺寸与成形后放置24小时，在温度为23，相对湿度为505%条件下测量出的相应塑件尺寸之差算出。 收缩率S由下式表示： S=(DM)/D100%(1) 其中：S-收缩率； D-模具尺寸； M-塑件尺寸。 如果按

39、已知塑件尺寸和材料收缩率计算模具型腔则为 D=M/(1-S) 在模具设计中为了简化计算，一般使用下式求模具尺寸： D=M+MS(2) 如果需实施较为精确的计算，则应用下式： D=M+MS+MS2(3) 但在确定收缩率时，由於实际的收缩率要受众多因素的影响也只能使用近似值，因而用式(2)计算型腔尺寸也基本上满足要求。在制造模具时，型腔则按照下偏差加工，型芯则按上偏差加工，便於必要时可作适当的修整。 收缩率系指塑胶制品冷却固化经脱模成形后，其尺寸与原模具尺寸间之误差百分比，可依ASTM D955方法测得。在塑胶模具设计时，须先考虑收缩率，以免造成成品尺寸的误差，导致成品不良。以下列举几项常用塑胶原

40、料之收缩率比较。热塑性塑料 塑料名称 成形收缩率(%) 塑料名称 成形收缩率(%) ABS 0.30.8 PBT 1.32.4 AS 0.20.7 PC 0.40.7 CA 0.30.8 PCTFE 0.22.5 CAB 0.40.5 PE 0.52.5 CAP 1 PET 2.02.5 CP 0.40.5 PES 0.51.0 EC 0.40.5 PMMA 0.20.8 EPS 0.4 POM 0.83.5 FEP 3.04.0 PP 1.02.5 FRP 0.10.4 PPO 0.50.7 EVA 0.51.5 PPS 0.61.4 HDPE 1.22.2 PS 0.21.0 HIPS 0

41、.21.0 PVA 0.51.5 LCP 0.11.0 PVAC 0.51.5 LDPE 1.53.0 PVB 0.51.5 PA 0.62.5 硬质PVC 0.10.5 PA-6 0.52.2 软质PVC 1.05.0 PA-66 0.52.5 PVCA 1.05.0 PA-610 1.2 PVDC 0.52.5 PA-612 1.1 PVFM 0.51.5 PA-11 1.2 SAN 0.20.6 PA-12 0.31.5 SB 0.21.0 PAR 0.81.0 热固性塑料 塑料名称 成形收缩率(%) 塑料名称 成形收缩率(%) EP 0.10.5 SP 0.00.5 MF 0.51.5

42、 UF 0.61.4 PDAP 0.10.5 UP 0.11.2 PF 0.40.9 DAP 0.10.5 PU 0.60.8 BMC 0.00.2 热塑性塑料的特性是在加热后膨胀，冷却后收缩，当然加压以后体积也将缩小。 在注塑成形过程中，首先将熔融塑料注射入模具型腔内，充填结束后熔料冷却固化，从模具中取出塑件时即出现收缩，此收缩称为成形收缩。塑件从模具取出到稳定这一段时间内，尺寸仍会出现微小的变化，一种变化是继续收缩，此收缩称为后收缩。另一种变化是某些吸湿性塑料因吸湿而出现膨胀。例如尼龙610含水量为3%时，尺寸增加量为2%；玻璃纤维增强尼龙66的含水量为40%时尺寸增加量为0.3%。但其中

43、起主要作用的是成形收缩。 目前确定各种塑料收缩率（成形收缩后收缩）的方法，一般都推荐德国国家标准中DIN16901的规定。即以230.1时模具型腔尺寸与成形后放置24小时，在温度为23，相对湿度为505%条件下测量出的相应塑件尺寸之差算出。 收缩率S由下式表示： S=(DM)/D100%(1) 其中：S-收缩率； D-模具尺寸； M-塑件尺寸。 如果按已知塑件尺寸和材料收缩率计算模具型腔则为 D=M/(1-S) 在模具设计中为了简化计算，一般使用下式求模具尺寸： D=M+MS(2) 如果需实施较为精确的计算，则应用下式： D=M+MS+MS2(3) 但在确定收缩率时，由於实际的收缩率要受众多因

44、素的影响也只能使用近似值，因而用式(2)计算型腔尺寸也基本上满足要求。在制造模具时，型腔则按照下偏差加工，型芯则按上偏差加工，便於必要时可作适当的修整。 塑料制品成型时从模腔中脱出尚有余热的制品尺寸与其冷却到室温时的尺寸差，成为成型收缩。制品成型后2-4h测定的收缩率为初期收缩率，16-24h或者24h-48h测定的收缩率称之为成型收缩率。塑料制品此阶段的收缩通常在此后要稳定一段时间。成型收缩通常由热胀冷缩和塑料的压缩回弹（因为熔融状态的热塑性塑料具有明显的可压缩性）引起。在此阶段之后，塑料制品的尺寸又因为内应力和周围环境条件的变化发生二次结晶而引起二次收缩，这种二次收缩称之为后收缩。一、按使

45、用特性分类根据名种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。特种塑料：a.强塑料:增强塑料原料在外形上可分为粒状（如钙塑增强塑料）、纤维状（如玻璃纤维或玻璃布增强塑料）、片状（如云母增强塑料）三种。按材质可分为布基增强塑料（如碎布增强或石棉增强塑料）、无机矿物填充塑料（如石英或云母填充塑料）、纤维增强塑料（如碳纤维增强塑料）三种。 b.泡沫塑料:泡沫塑料可以分为硬质、半硬质和软质泡沫塑料三种。 二、按理化特性分类根据各种塑料不同的理化特性，可以把塑料分为热固性塑料和热塑料性塑料两种类型。 聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。 热塑料性塑料又分烃类

46、、含极性基因的乙烯基类、工程类、纤维素类等多种类型。 烃类塑料。属非极性塑料，具有结晶性和非结晶性之分，结晶性烃类塑料包括聚乙烯、聚丙烯等，非结晶性烃类塑料包括聚苯乙等。含极性基因的乙烯基类塑料。除氟塑料外，大多数是非结晶型的透明体，包括聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯等。乙烯基类单体大多数可以采用游离基型催化剂进行聚合。热塑性工程塑料。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在这个范围内。热塑性纤维素类塑料。主要包括醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、塞璐珞、玻璃纸等。 三、按加工方法分类根据各种塑料不

47、同的成型方法，可以分为膜压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种类型。塑料可分为哪几种?其特点是什么？按塑料中合成树脂的分子结构及热性熊塑料可4种，一种是热塑性塑科，另一种是热固性塑料。1)热塑性塑料的特点1)树脂的分子呈线形或文链形结构。2)加热时软化，当达到一定湿度时呈熔融状态，成为可流动的粘稠掩体，在一定的压力下可成形为一定的外形，冷却后即可保持已成形的外形。假如再次加热又可软化、始融，反复成形。3)在加热、冷却成形过程中只有物理变化而无化学变化。(2)热固性塑料的特点。1)树脂的分子里体形结构。2)在受热之初树阴的分子仍呈线形结构，仍具有热塑性塑料的可塑性。当继续加热时

48、，线形分子主链闯形成化学链结合(即交联)分子呈网形结构，当温度达到一定值时，分子变为体形结构，树脆转变为既不焙融又不溶解的不再变化的外形。重复加热时不再软化，不再具有可塑性。3)在成形过程中既有物理变化，又有化学变化。热塑性塑料主要有聚乙烯、聚氯乙烯、ABS、聚丙烯聚苯乙烯、尼龙、褒甲醛等。按照塑料合成树脂的分子结构和受热特性分类，可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。这种分类方法反应了高聚物的结构特点、物理特性、化学性能和成型特性。热塑性塑料：在一定的温度范围内加热时软化并熔融，成为可流动的粘稠液体，可成型为一定外形的制品，冷却后变硬，保持已成型的外形，并且该过程可以反复进行。这类塑料在成型过

49、程中只有物理变化而无化学变化，其树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙稀酸甲脂（有机玻璃）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜和聚四氟乙烯等。热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交链固化而变硬，此时树脂变的不可熔而硬化，塑件外形被固定不再发生变化。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下布满形腔，进而固化成为确定外形和尺寸的制品。热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维体型的

50、网状结构，不仅不能再熔融，在溶剂中也不能溶解，即固化。上述过程既有物理变化又有化学变化，与热塑性塑料不同的是，该类制品一旦损坏则不能再回收。酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、有机硅塑料、不饱和聚酯塑料是常用的热固性塑料。防止产生成型收缩率误差 由于收缩率会因注塑压力而发生变化，因此，对于单型腔模具，型腔内的模腔压力应尽量一致；至于多型腔模具，型腔之间的模腔压力应相差很小。在单型腔多浇口或多型腔多浇口的情况下，必须以相同的注塑压力注射，使型腔压力一致。为此，必须确保使浇口位置均衡。为了使型腔内的模腔压力一致，最好使浇口入口处的压力保持一致。浇口处压力的均衡与流道中的流动阻力有关。所以，在浇口压力达到

51、均衡之前，应先使流通均衡。 由于熔体温度和模具温度对实际收缩率产生影响，因此在设计精密注塑模具型腔时，为了便于确定成型条件，必须注意型腔的排列。因为熔融塑料把热量带入模具，而模具的温度梯度分布一般是围绕在型腔的周围，呈以主流道为中心的同心圆形状。 因此，流道均衡、型腔排列和以主流道为中心的同心圆状排列等设计措施，对减小各型腔之间的收缩率误差、扩大成型条件的允许范围以及降低成本都是必要的。精密注塑模具的型腔排列方式应满足流道均衡和以主流道为中心排列两方面的要求，且必须采用以主流道为对称线的型腔排列方式，否则会造成各型腔的收缩率差异。 由于模具温度对成型收缩率的影响很大，同时也直接影响注塑制品的力

52、学性能，还会引起制品表面发花等各种成型缺陷，因此必须使摸具保持在规定的温度范围内，而且还要使模具温度不随时间变化而变化。多型腔模具的各型腔之间的温差也不得发生变化。为此，在模具设计中必须采取对模具加热或冷却的温度控制措施，且为了使模具各型腔间的温差尽量缩小，必须注意温控-冷却回路的设计。在型腔、型芯温控回路中，主要有串联冷却与并联冷却两种连接方式。 从热交换效率来看，冷却水的流动应呈紊流。但是在并联冷却回路中，成为分流的一条回路中的流量比在串联冷却回路中的流量小，这样可能会形成层流，而且实际进入每条回路中的流量也不一定相同。由于进入各回路的冷却水温度相同，各型腔的温度也应相同，但实际上因各回路

53、中的流量不同，且每条回路的冷却能力也不相同，致使各模腔的温度也不可能一致。采用串联冷却回路的缺点是冷却水的流动阻力大，最前面的型腔入口处的冷却水温度同最后型腔入口处的冷却水温度有明显的差别。冷却水出入口的温差因流量的大小而变化。对于加工轿车塑料件的小型精密注塑模具而言，一般从降低模具成本考虑，采用串联冷却回路较适宜。如果所使用的模温调节控制仪(机)的性能能在2内控制冷却水的流量，则各型腔的温差最大也可保持在2范围内。 模具型腔和型芯应有各自的冷却水回路系统。在冷却回路的设计上，由于从型腔和型芯上所摄取的热量不同，回路结构的热阻力也不一样，型腔与型芯入口处的水温会产生很大的温差。若采用同一系统，

54、冷却回路设计也较困难。一般轿车塑料件用的小型注塑模具型芯都很小，采用冷却水系统有很大的困难。如有可能，可以采用被青铜材料制造型芯，对实心铍青铜型芯则可采用插入式冷却的方法。另外，在对注塑制品采取防止翘曲的对策时，也希望型腔与型芯之间保持一定的温差。因此设汁型腔与型芯的冷却回路时应能分别进行温度的调节和控制。热塑性塑料成型 热塑性塑料品种每繁多，即使同一品种也由于树脂分子及附加物配比不同而使其使 用及工艺特性也有所不同。另外，为了改变原有品种的特性，常用共聚、交联等各种化学 方法在原有的树脂结构中导入一定百分比量的其它单体或高分子等，以改变原 有树脂的结构成为具有新的改进物性和加工性的改性产品。

55、例如，ABS即为在聚苯乙烯分子 中导入了丙烯腈、丁二烯等第二和第三单体后成为改性共聚物，可看作称改性聚苯乙烯，具有比 聚苯乙烯优异综合性能，工艺特性。由于热塑性塑料品种多、性能复杂，即使同一类的塑料 也有仅供注塑用和挤出用之分，故本章节主要介绍各种注塑用的热塑性塑料。 1、收缩率 热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述，影响热塑性塑料成型收缩的因素如下： 1.1塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化，内应力强， 冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大， 收缩率范围宽、方向性明显，另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热

56、固性塑料大。 1.2塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。由 于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却 慢、高密度层厚的则收缩大。另外，有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向，密 度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。 1.3进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作 用及成型时间。直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进 料口宽及长度短的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。 1.4成型条件模具温度高，熔融料冷却慢、密度高、收缩大

57、，尤其对结晶料则因结晶 度高，体积变化大，故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影 响到各部分收缩量大小及方向性。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时 间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高，熔融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性 回跳大，故收缩也可适量的减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此在成型时调整模温、 压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。 模具设计时根据各种塑料的收缩范围，塑件壁厚、形状，进料口形式尺寸及分布 情况，按经验确定塑件各部位的收缩率，再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收 缩率时，一般宜用如下方法设计模具： 对塑

58、件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后修正的余地。 试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。 要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况（测量时必须在脱模后24小时以后）。 按实际收缩情况修正模具。 再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。 2、流动性 2.1热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长 度、表现粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。分子量小，分子量 分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的则流 动性就好，对同一品名的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用于注塑成型。按模

59、具设计要求大致可将常用塑料的流动性分为三类： 流动性好尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素、聚（4）甲基戍烯； 流动性中等聚苯乙烯系列树脂（如ABS、AS）、有机玻璃、聚甲醛、聚苯醚； 流动性差聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。 2.2各种塑料的流动性也因各成型因素而变，主要影响的因素有如下几点： 温度料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异，聚苯乙烯（尤其耐冲击 型及MFR值较高的）、聚丙烯、尼龙、有机玻璃、改性聚苯乙烯（如ABS、AS）、聚碳酸酯、醋 酸纤维素等塑料的流动性随温度变化较大。对聚乙烯、聚甲醛、则温度增减对其流动性影响 较小。所以前者在成型时宜调节温度来控制流动性。 压力注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大，特别是聚乙烯、聚 甲醛较为敏感，所以成型时宜调节注塑压力来控制流动性。 模具结构浇注系统的形式，尺寸，布置