薄壁产品翘曲变形缺陷解决方法

2017-10-29 10:48:19

翘曲-变形

翘曲变形是薄壳塑料件注塑成型中的常见缺陷之一，因为涉及到对翘曲变形量的准确预测，而不同材料、不同形状的注塑件的翘曲变形规律差别很大。当翘曲变形量超过允许误差后，就成为成形缺陷，进而影响产品装配。对各类大量日益增加的薄壁件(壁厚小于2mm)翘曲变形做出准确预测是有效控制翘曲缺陷的前提。翘曲变形分析大都采用定性分析，从制品设计、模具设计及注塑工艺条件等方面采取措施，尽量避免发生大的翘曲变形。

原因分析

模具方面

注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态，从而导致塑件产生变形。

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；反之，流动距离越短，从浇口到制件流动末端的流动时间越短，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。如果只使用一个中心浇口或一个侧浇口，因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率，成型后的塑件会产生扭曲变形；若改用多个点浇口则可有效地防止翘曲变形。

当采用点浇进行成型时，同样由于塑料收缩的异向性，浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响由于采用的是30％玻璃纤维增强PA6，而得到的是重量为4.95kg的大型注塑件，因此沿四周壁流动方向上设有许多加强肋，这样，对各个浇口都能获得充分的平衡。

另外，多浇口的使用还能使塑料的流动比（L／t）缩短，从而使模腔内物料密度更趋均匀，收缩更均匀。同时，整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而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。

模具温度：模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等）

压力控制：注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种，并直接影响塑料的塑化和制品质量

用实验方法研究塑料制品的翘曲变形主要体现在研究材料性质、产品的几何形状和大小、注塑成型工艺条件等对制品翘曲变形的影响。早通过设计大量的实验，获取浇口几何形状、保压参数(保压压力和保压时间)和模具的弹性对制品最终尺寸的影响。PET作为聚合物基，研究了不同材料和不同壁厚平板的翘曲特性。实验研究了33%玻璃增强纤维PA66注塑磁盘的增强比率、线性热膨胀系数的各向异性、制品厚度和翘曲之间的关系，首次提出了翘曲指数概念，采用翘曲指数研究PA66塑料制品的翘曲特性，并研究了翘曲指数、翘曲和纤维定向状态之间的关系和屈服与翘曲指数的关系。

实验方法研究翘曲变形，往往局限于某一特定的几何形状、特定的材料和工艺条件，并不能全面考虑诸多因素对翘曲变形的影响，而且也不能在产品设计阶段预测可能发生的翘曲变形的大小。在实际使用中，经验公式的局限性也显而易见，不仅受实验条件的影响，还与实验数据的处理方法、经验公式的应用条件等许多因素有关，并且一种经验公式只适用于与实验状况相当接近的生产过程。

收缩/翘曲

由于翘曲变形与不均匀收缩有关，从研究不同塑料在不同工艺条件下的收缩行为入手，来分析收缩与制品翘曲的关系。在注塑流动、保压、冷却模拟的基础上，通过实验和线性回归方法，提出了预测注塑制品收缩的模型，在收缩预测的基础上，通过结构分析模拟程序计算出制品的变形。

用高收缩率的材料很难获得尺寸精度高的制品，力求高精度，应尽量应用非晶态树脂和各方....