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     翹曲變形是指注塑制品的形狀偏離了模具型腔的形狀，它是塑料制品常見的缺陷之一。模具設(shè)計要在設(shè)計階段預(yù)測出塑料件可能產(chǎn)生翹曲的原因，以便加以優(yōu)化設(shè)計，從而提高注塑生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，縮短模具設(shè)計周期，降低成本。一、模具的結(jié)構(gòu)對注塑制品翹曲變形的影響在模具設(shè)計方面，影響塑件變形的因素主要有澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)與頂出系統(tǒng)等。1、澆注系統(tǒng)的設(shè)計     注塑模具澆口的位置、形式和澆口的數(shù)量將影響塑料在模具型腔內(nèi)的填充狀態(tài)，從而導(dǎo)致塑件產(chǎn)生變形。流動距離越長，由凍結(jié)層與中心流動層之間流動和補縮引起的內(nèi)應(yīng)力越大；反之，流動距離越短，從澆口到制件流動末端的流動時間越短，充模時凍結(jié)層厚度減薄，內(nèi)應(yīng)力降低，翹曲變形也會因此大為減少。2、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計    在注射過程中，塑件冷卻速度的不均勻也將形成塑件收縮的不均勻，這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使塑件發(fā)生翹曲。除了考慮塑件內(nèi)外表面的溫度趨于平衡外，還應(yīng)考慮塑件各側(cè)的溫度一致，即模具冷卻時要盡量保持型腔、型芯各處溫度均勻一致，使塑件各處的冷卻速度均衡，從而使各處的收縮更趨均勻，有效地防止變形的產(chǎn)生。因此，模具上冷卻水孔的布置至關(guān)重要。在管壁至型腔表面距離確定后，應(yīng)盡可能使冷卻水孔之間的距離小，才能保證型腔壁的溫度均勻一致。同時，由于冷卻介質(zhì)的溫度隨冷卻水道長度的增加而上升，使模具的型腔、型芯沿水道產(chǎn)生溫差。3、頂出系統(tǒng)的設(shè)計    頂出系統(tǒng)的設(shè)計也直接影響塑件的變形。如果頂出系統(tǒng)布置不平衡，將造成頂出力的不平衡而使塑件變形。因此，在設(shè)計頂出系統(tǒng)時應(yīng)力求與脫模阻力相平衡。另外，頂出桿的截面積不能太小，以防塑件單位面積受力過大（尤其在脫模溫度太高時）而使塑件產(chǎn)生變形。頂桿的布置應(yīng)盡量靠近脫模阻力大的部位。二、塑化階段對制品翹曲變形的影響    塑化階段即玻璃態(tài)的料粒轉(zhuǎn)化為粘流態(tài)，提供充模所需的熔體。在這個過程中，聚合物的溫度在軸向、徑向 ( 相對螺桿而言 ) 的溫差會使聚合物產(chǎn)生應(yīng)力；另外，注射機的注射壓力、速率等參數(shù)會極大地影響充填時分子的取向程度，進(jìn)而引起翹曲變形。三、充模及冷卻階段對制品翹曲變形的影響    熔融態(tài)的聚合物在注射壓力的作用下，充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻、凝固的過程是注射成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這個過程中，溫度、壓力、速度三者相互耦合作用，對塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有極大的影響。較高的壓力和流速會產(chǎn)生高剪切速率，從而引起平行于流動方向和垂直于流動方向的分子取向的差異，同時產(chǎn)生“凍結(jié)效應(yīng)”?！皟鼋Y(jié)效應(yīng)”將產(chǎn)生凍結(jié)應(yīng)力，形成塑件的內(nèi)應(yīng)力。溫度對翹曲變形的影響體現(xiàn)在以下幾個方面1、塑件上、下表面溫差會引起熱應(yīng)力和熱變形；2、塑件不同區(qū)域之間的溫度差將引起不同區(qū)域間的不均勻收縮；3、不同的溫度狀態(tài)會影響塑料件的收縮率。四、脫模階段對制品翹曲變形的影響    塑件在脫離型腔并冷卻至室溫的過程中多為玻璃態(tài)聚合物。脫模力不平衡、推出機構(gòu)運動不平穩(wěn)或脫模頂出面積不當(dāng)很容易使制品變形。同時，在充模和冷卻階段凍結(jié)在塑件內(nèi)的應(yīng)力由于失去外界的約束，將會以變形的形式釋放出來，從而導(dǎo)致翹曲變形。五、注塑制品的收縮對翹曲變形的影響    注塑制品翹曲變形的直接原因在于塑件的不均勻收縮。如果在模具設(shè)計階段不考慮填充過程中收縮的影響，則制品的幾何形狀會與設(shè)計要求相差很大，嚴(yán)重的變形會致使制品報廢。除填充階段會引起變形外，模具上下壁面的溫度差也將引起塑件上下表面收縮的差異，從而產(chǎn)生翹曲變形。     對翹曲分析而言，收縮本身并不重要，重要的是收縮上的差異。在注塑成型過程中，熔融塑料在注射充模階段由于聚合物分子沿流動方向的排列使塑料在流動方向上的收縮率比垂直方向的收縮率大，而使注塑件產(chǎn)生翹曲變形。一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化，只有不均勻收縮才會引起翹曲變形。結(jié)晶性聚合物在流動方向與垂直方向上的收縮率之差較非結(jié)晶型聚合物大，而且其收縮率也較非結(jié)晶型聚合物大，結(jié)晶性聚合物大的收縮率與其收縮的異向性疊加后導(dǎo)致結(jié)晶性聚合物件翹曲變形的傾向較非結(jié)晶型聚合物大得多。六、殘余熱應(yīng)力對制品翹曲變形的影響    在注射成型過程中，殘余熱應(yīng)力是引起翹曲變形的一個重要因素，而且對注塑制品的質(zhì)量有較大的影響。由于殘余熱應(yīng)力對制品翹曲變形的影響非常復(fù)雜，模具設(shè)計可以借助于注塑 CAE 軟件進(jìn)行分析和預(yù)測。七、結(jié)論    影響注塑制品翹曲變形的因素有很多，模具的結(jié)構(gòu)、聚合物材料的熱物理性能以及注射成型過程的條件和參數(shù)均對制品的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。 信息來源:瓶級聚酯網(wǎng)