11塑胶制品翘曲原因及解决对策
塑料制品的翘曲变形
塑料制品的翘曲变形一. 翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。
出现翘曲变形的原因很多,单靠工艺参数解决往往力不从心。
结合相关资料和实际工作经验,下面对影响注塑制品翘曲变形的因素作简要分析。
二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响。
在模具方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。
1.浇注系统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。
一些平板形塑件,如果只使用一个中心浇口,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;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。
当采用点浇口进行成型时,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。
另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内熔体密度更趋均匀,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2.冷却系统在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。
如果在注射成型平板形塑件(如手机电池壳)时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。
因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大(此时可考虑使用两个模温机). 除了考虑塑件内外表的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。
塑胶件翘曲变形,预防和解决的结构化思路
塑胶件翘曲变形,预防和解决的结构化思路我们设计塑胶件时,不可避免的会碰到翘曲变形缺陷。
那么,如何去解决翘曲变形呢?首先,我们必须去明白翘曲变形的机理,即塑胶件为什么会发生翘曲变形。
在了解机理的基础之后,我们可以从塑胶材料、塑胶件设计、模具结构和成型工艺等四个方面入手,从而系统化、结构化和逻辑化的解决。
当然,面对塑胶件翘曲变形,预防比解决更重要。
我们必须在翘曲变形实际发生之前,就通过上述四个方面行优化。
而不是等到翘曲变形真正发生了,再去解决;这个时候,解决起来就非常麻烦。
—1—翘曲变形随处可见塑胶件翘曲变形,是在塑胶件最容易发生的缺陷之一,在任何产品上都有可能会发生;同时,也是最难以解决的缺陷之一。
▲塑胶件翘曲变形--千姿百态严重的翘曲变形会影响产品的装配,甚至会影响产品的功能、性能和可靠性。
▲翘曲造成外观间隙不一致,严重影响产品美观▲翘曲造成洗衣机抓手与玻璃盖板粘接不牢固▲翘曲影响装配质量,降低产品强度及性能,具有潜在失效风险▲滚筒洗衣机前桶产品头部翘曲变形导致密封圈和不锈钢内桶间隙太小,密封圈和塑胶件发生翘曲变形的根本原因就是在于塑料的收缩不均匀。
▲CAE软件中模拟收缩不均匀如果塑胶件在注塑成型过程中在各个方向都均匀收缩,那么塑胶件尺寸会同时变小,但是会保持正确的形状,不会发生翘曲变形。
然而,如果在任意一个方向上的收缩与其它方向不一致,这就会导致内应力,当内应力超过塑胶件本身的强度时,塑胶件就会在顶出后发生翘曲变形。
▲左侧为收缩不均匀导致的内应力右侧为强度3.2 什么是收缩在了解收缩不均匀之前,我们需要了解塑胶材料的收缩。
为此,需要从塑胶材料分子结构入手来,看看塑胶材料在熔化和冷却过程中的发生的各种变化。
对于大多数的塑胶材料来说,熔化和冷却过程中的特性依赖于塑胶材料的类型以及是否添加了填充剂或玻纤。
1. 无定形塑料无定形塑料是指分子相互排列不呈晶体结构而呈无序状态的塑料。
常见的无定型塑料包括ABS、PC、PMMA和PPO等。
塑胶加工中翘曲变形的原因及解决办法
注塑质量经验总结本文来自:6sigma品质网 作者:peakdongfeng 点击1054次原文:/viewthread.php?tid=1991301. 刚开机时产品跑披锋,生产一段时间后产品缺胶的原因及解决方案。
刚开机时注塑机料管内的熔胶由于加热时间长,熔胶粘度低,流动性好,产品易跑披锋,生产一段时间后由于熔胶不断把热量带走,造成熔胶不足,粘度大,流动性差,使产品缺胶。
在生产一段时间后,逐渐提高料管温度来解决。
2. 在生产过程中,产品缺胶,有时增大射胶压力和速度都无效,为什么?解决方法?是因为生产中熔胶不断把热量带走,造成熔胶不足,胶粘度大,流动性差,使产品缺胶。
提高料管温度来解决。
3. 产品椭圆的原因及解决方法。
产品椭圆是由于入胶不均匀,造成产品四周压力不匀,使产品椭圆,采用三点入胶,使产品入胶均匀。
4. 精密产品对模具的要求。
要求模具材料刚性好,弹变形小,热涨性系数小。
5. 产品耐酸试验的目的产品耐酸试验是为了检测产品内应力,和内应力着力点位置,以便消除产品内应力。
6. 产品中金属镶件受力易开裂的原因及解决方法。
产品中放镶件,在啤塑时由于热熔胶遇到冷镶件,会形成内应力,使产品强度下降,易开裂。
在生产时,对镶件进行预热处理。
7. 模具排气点的合理性与选择方法。
模具排气点不合理,非但起不到排气效果,反而会造成产品变形或尺寸变化,所以模具排气点要合理。
选择模具排气点,应在产品最后走满胶的地方和产品困气烧的地方开排气。
8. 产品易脆裂的原因及解决方法。
产品易脆裂是产品使用水口料和次料太多造成产品易脆裂,或是料在料管内停留时间过长,造成胶料老化,使产品易脆裂。
增加新料的比例,减少水口料回收使用次数,一般不能超过三次,避免胶料在料管内长时间停留。
9. 加玻纤产品易出现泛纤的原因及解决方法是由于熔胶温度低或模具温度低,射胶压力不足,造成玻纤在胶内不能与塑胶很好的结合,使纤泛出。
加高熔胶温度,模具温度,增大射胶压力。
塑料翘曲变形的原因
塑料翘曲变形的原因塑料翘曲变形是指在塑料制品或零部件使用过程中发生的一种普遍问题。
它是由于塑料受到外部力的作用而发生形状变化或失去原先的平整、稳定状态。
塑料翘曲变形可能会对产品的性能、使用寿命和美观度产生重大影响。
本文将深入探讨塑料翘曲变形的原因,并提供一些解决方法。
为了更好地理解塑料翘曲变形的原因,我们首先需要了解塑料的特性。
塑料是一种聚合物材料,具有较低的强度和刚度。
塑料制品在受到外力作用时容易发生形变。
塑料翘曲变形主要由以下几个方面的因素引起:1. 温度变化:塑料在高温下会软化变形,而在低温下则会变脆。
当塑料制品暴露在温度变化较大的环境中时,温度的影响会导致塑料发生翘曲变形。
2. 力的作用:塑料制品往往需要承受外力的作用,例如重物的压迫、挤压或拉伸等。
如果外力过大或不均匀地作用于塑料制品上,就会引起塑料翘曲变形。
3. 制造缺陷:在塑料制品的制造过程中,可能会存在一些缺陷,例如气泡、疏松区域或不均匀的厚度等。
这些制造缺陷会导致塑料制品在使用过程中容易发生翘曲变形。
4. 冷却不均匀:在塑料制品的加工过程中,冷却是一个重要的环节。
如果冷却不均匀或过快,就会导致塑料材料产生内部应力,从而引起翘曲变形。
那么,如何解决塑料翘曲变形问题呢?以下是一些建议:1. 选择合适的塑料材料:不同的塑料材料具有不同的特性,如强度、刚度和耐温性等。
在设计和选择塑料制品时,需要考虑到使用环境的要求,并选择合适的塑料材料来减少翘曲变形的可能性。
2. 改善制造工艺:优化塑料制品的制造工艺,确保塑料材料均匀冷却和充分固化。
这有助于减少内部应力和制造缺陷,从而降低翘曲变形的风险。
3. 增加支撑结构:对于长而细的塑料制品,在设计时可以增加合适的支撑结构,以增强整体的强度和稳定性,减少翘曲变形的可能性。
4. 控制使用环境:在使用塑料制品时,需要控制使用环境的温度和湿度。
避免过高或过低的温度对塑料造成不利影响,同时注意湿度对塑料的吸湿性。
制件翘起的知识
制件翹起的知识
制件翘曲是指塑料制件在成型过程中发生变形,表现为制件不平直、不平整或歪曲变形的现象。
造成制件翘曲的原因有很多,包括以下几个方面:
1. 材料因素:塑料材料的收缩率不均匀、吸湿性大、流动性差等都会导致制件翘曲。
2. 模具因素:模具的设计不合理,如模具分型面选择不当、模具型腔不对称、模具排气不良等,都会导致制件翘曲。
3. 工艺因素:注射成型过程中的工艺参数设置不当,如注射速度过快、注射压力过大、模具温度过高或过低等,都会导致制件翘曲。
4. 制品结构:制品的结构设计不合理,如壁厚不均匀、有大面积薄壁、有细长的柱子等,都会导致制件翘曲。
为了减少制件翘曲,可以采取以下措施:
1. 选择收缩率均匀、吸湿性小、流动性好的塑料材料。
2. 优化模具设计,选择合适的分型面、保证模具型腔对称、改善模具排气等。
3. 合理设置注射成型工艺参数,如控制注射速度、注射压力、模具温度等。
4. 优化制品结构设计,尽量避免壁厚不均匀、大面积薄壁、细长的柱子等结构。
总之,制件翘曲是塑料成型过程中常见的问题,需要从材料、模具、工艺和制品结构等方面综合考虑,采取相应的措施来减少或避免。
塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法图文稿
塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法一、前言翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。
出现翘曲变形的原因很多,单靠工艺参数解决往往力不从心。
结合相关资料和实际工作经验,下面对影响注塑制品翘曲变形的因素作简要分析。
二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响。
在模具方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。
1.浇注系统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。
一些平板形塑件,如果只使用一个中心浇口,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;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。
当采用点浇口进行成型时,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。
另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内熔体密度更趋均匀,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。
2. 冷却系统在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。
如果在注射成型平板形塑件(如手机电池壳)时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。
因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大(此时可考虑使用两个模温机)。
翘曲变形原因
翘曲变形原因统计第一种说法:注塑件的翘曲、变形是很棘手的问题,主要应从模具的设计方面着手解决,而成型条件的调整效果则是很有限的,翘曲变形的原因及解决方法可以参照以下各项;1)由成型条件引起残余应力造成变形时,可通过降低注射压力,提高模具温度并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。
2)脱模不良引起应力时,可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决。
3)由于冷却方法不合适,使冷却不均匀或冷却时间不足时,可调整冷却方法及延长冷却时间等。
例如,尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路。
4)对于成型收缩引起的变形,就必须修正模具的设计了,其中,最重要的是应注意使制品的壁厚一致。
有时,再不得已的情况下,只好测量制品的变形,按相反的方向修正模具,加以校正。
一般结晶性树脂(POM/PA/PP/PET等)比非结晶性树脂(如PMMA,PVC,PS,ABS,AS)的变形大。
另外,由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性,变形也大。
第二种说法:一模具方面:(1)浇口位置不当或数量不足。
(2)顶出位置不当或制品受力不均匀。
二工艺方面:(1)模具、机筒温度太高。
(2)注射压力太高或注射速度太快。
(3)保压时间太长或冷却时间太短。
三原料方面:酞氰系颜料会影响聚乙烯的结晶度而导致制品变形。
四制品设计方面:(1)壁厚不均,变化突然或壁厚过小。
(2)制品结构造型不当。
第三种说法:肉厚不均、冷却不均。
塑胶的冷却速度不一样,冷却快的地方收缩小,冷却慢的地方收缩大,从而发生变形。
☐料温高,收缩大,从而变形大。
☐分子排向差异;侧壁的内弯曲。
☐制品脱模时的内部应力所致的变形,是制品未充分冷却固化前从模具顶出所致。
☐一般为防止制品变形,可在顶出后,用夹具对制品定型,矫正变形或防止进一步的变形,但制品在使用中若再次碰到高温时又会复原,对此点需特别加以注意。
第四种说法:如果制件的收缩均匀,那么成型件不会发生变形或翘曲,只是单纯地变小了。
翘曲变形原因
翘曲变形原因统计第一种说法:注塑件的翘曲、变形是很棘手的问题,主要应从模具的设计方面着手解决,而成型条件的调整效果则是很有限的,翘曲变形的原因及解决方法可以参照以下各项;1)由成型条件引起残余应力造成变形时,可通过降低注射压力,提高模具温度并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。
2)脱模不良引起应力时,可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决。
3)由于冷却方法不合适,使冷却不均匀或冷却时间不足时,可调整冷却方法及延长冷却时间等。
例如,尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路。
4)对于成型收缩引起的变形,就必须修正模具的设计了,其中,最重要的是应注意使制品的壁厚一致。
有时,再不得已的情况下,只好测量制品的变形,按相反的方向修正模具,加以校正。
一般结晶性树脂(POM/PA/PP/PET等)比非结晶性树脂(如PMMA,PVC,PS,ABS,AS)的变形大。
另外,由于玻璃纤维增强树脂具有纤维配向性,变形也大。
第二种说法:一模具方面:(1)浇口位置不当或数量不足。
(2)顶出位置不当或制品受力不均匀。
二工艺方面:(1)模具、机筒温度太高。
(2)注射压力太高或注射速度太快。
(3)保压时间太长或冷却时间太短。
三原料方面:酞氰系颜料会影响聚乙烯的结晶度而导致制品变形。
四制品设计方面:(1)壁厚不均,变化突然或壁厚过小。
(2)制品结构造型不当。
第三种说法:肉厚不均、冷却不均。
塑胶的冷却速度不一样,冷却快的地方收缩小,冷却慢的地方收缩大,从而发生变形。
☐料温高,收缩大,从而变形大。
☐分子排向差异;侧壁的内弯曲。
☐制品脱模时的内部应力所致的变形,是制品未充分冷却固化前从模具顶出所致。
☐一般为防止制品变形,可在顶出后,用夹具对制品定型,矫正变形或防止进一步的变形,但制品在使用中若再次碰到高温时又会复原,对此点需特别加以注意。
第四种说法:如果制件的收缩均匀,那么成型件不会发生变形或翘曲,只是单纯地变小了。
注塑制品翘曲变形的原因分析
注塑制品变形、弯曲、扭曲现象的发生主要是由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大,使制件各向收缩率不同而翘曲,又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲,这些都是高应力取向造成的变形的表现。所以从根本上说,模具设计决定了制件的翘曲倾向,要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的,最终解决问题必须从模具设计和改良着手。 这种现象的主要有以下几个方面造成:
(2)模具温度过高,冷却时间过短,使脱模时的制件过热而出现顶出变形。
(3)在保持最低限度充
(4)必要时可对容易翘曲变形的制件进行模具软性定形或脱模后进行退米处理。
1.模具方面:
(1)制件的厚度、质量要均匀。
(2)冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀,浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲,适当加粗较难成型部份的分流道、主流道,尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差。
(3)制件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑,要有良好的脱模性,如增加脱模余度,改善模面的抛光,顶出系统要保持平衡。
(4)排气要良好。
(5)增加制件壁厚或增加抗翘曲方向,由加强筋来增强制件抗翘曲能力。
(6)模具所用的材料强度不足。
2.塑料方面:
结晶型比非结晶型塑料出现的翘曲变形机会多,加之结晶型塑料可利用结晶度随冷却速度增大而降低,收缩率变小的结晶过程来矫正翘曲变形。
3.加工方面:
(1)注射压力太高,保压时间太长,熔料温度太低速度太快会造成内应力增加而出现翘曲变形。
如何改变产品变形
塑胶件翘曲变形有可能是如下原因造成的:
原因一:塑胶制品在温度过高的时候脱模;解决办法:1、降低塑胶原料熔胶的温度;2、降低工模温度;3、延长工模闭合时间;4、减少螺杆旋转速度或背压。
原因二:塑胶原料过冷;解决办法:1、增加熔胶加热缸温度;2、增加工模温度;3、增加螺杆背压。
原因三:塑胶制品切面厚薄不均匀;解决办法:使整个制品的切面厚薄一致。
原因四:入料太多;改善方法:1、调节螺杆后退位置减少入料;2、降低注射压力。
原因五:浇口不对称;改善方法:控制塑胶原料熔体在各浇口的流动或更改浇口位置。
原因六:塑胶制品脱模系统设计不良或安装不好;改善办法:再设计或调整脱模系统。
原因七:工模温度不均匀;解决办法:保持工模温度均一。
原因八:浇口周围有过多废料;解决方法:1、调整注射时间;2、减少或增加浇口尺码。
产品翘曲变形的原因
注塑过程产生翘曲的主要原因是由于高分子键在应力作用下发生内部位移所致。
变形大小
取决于制品刚度和收缩不均衡的程度。
可以从以下四个方面分析引起收缩不均衡的原因:
(1)模具温度分布不均匀
制品表面的两侧冷却速率不同导致制品厚度方向发生不对称的收缩,从而产生一个使制品
表面向冷却速率较低(模温较高)的一侧弯曲的净弯矩。
其中转角效应便是一个典型例子:
由制品拐角处收缩率不均匀引起的小翘曲,会扩展至制品壁和底部的长度方向并在壁面的中
部产生明显的翘曲。
(2)壁厚分布不均匀
假设其他条件相同,包括厚薄壁区冷却速率相同,那么薄壁区冻结层厚度所占比例要比厚
壁区大,收缩率较厚壁区低。
(3)压力分布不匀匀
充填压力和保压压力的不均匀分布造成,近浇口区在较高压力下冻结,产生较低收缩率,
远浇口区由于低压产生较高收缩率。
(4)取向效应产生的收缩率不均匀
聚合物分子链因沿流动方向拉伸取向会导致制品沿流动方向和垂直于流动方向发生不同的
收缩率。
靠近模壁的熔体会迅速冻结,分子保留拉伸状态;远离模壁的熔体层被冻结层隔离,因而温度较高,使得内层分子链由拉伸状态转成松弛状态,从而产生一个由外层取向较大至
芯部几乎没有取向的梯度,导致表层受拉而芯部受压的状态。
截面的净收缩率是各层冻结后
的收缩率总和。
沿流动方向的收缩率一般较大。
含有玻璃纤维的材料,因为取向在流动方向
的收缩率小于在垂直于流动方向的收缩率,更容易出现变形。
当产品出现了变形时,从以上四个方面分析,基本上就可以找出变形/翘曲的原因了。
塑胶件翘曲变形,预防和解决的结构逻辑思路
塑胶件翘曲变形:预防和解决的结构逻辑思路一、引言在塑胶件的生产过程中,翘曲变形是一个常见的问题。
这种变形可能影响产品的外观,降低其性能,甚至导致其不合格。
本文将针对塑胶件翘曲变形的预防和解决,从结构设计优化、材料选择与优化、模具设计改善、加工工艺改善、后续处理工艺改善、结构逻辑理论分析以及模拟分析应用等方面进行深入探讨。
二、结构设计优化结构设计是预防和解决塑胶件翘曲变形的关键因素。
优化设计应着重于提高塑胶件的刚度和稳定性。
在设计中,可以考虑以下几点:1. 增加加强筋:通过合理设计加强筋,可以提高塑胶件的刚度和稳定性,防止翘曲变形。
2. 避免锐角:锐角处容易产生应力集中,容易导致塑胶件变形。
因此,在设计时,应尽可能避免使用锐角。
3. 增加支撑:对于大尺寸或薄壁塑胶件,可以通过增加支撑结构来提高其刚度,防止翘曲变形。
三、材料选择与优化选择合适的材料对于防止和解决塑胶件翘曲变形也非常重要。
在选择材料时,需要考虑其机械性能、热性能以及加工性能。
例如,高强度、高刚度的材料可以更好地抵抗翘曲变形。
同时,通过优化材料配方,也可以改善材料的加工性能,减少翘曲变形的发生。
四、模具设计改善模具设计对塑胶件的翘曲变形也有重要影响。
在模具设计时,可以考虑以下几点:1. 平衡浇口:通过合理设计浇口位置,实现浇口平衡,可以减少因浇口不均而产生的翘曲变形。
2. 模具温度控制:合理控制模具温度,可以改善塑胶件的成型质量,减少翘曲变形的发生。
3. 排气设计:合理设计排气口,可以避免因排气不良而产生的气鼓和翘曲变形。
五、加工工艺改善加工工艺对塑胶件的翘曲变形也有重要影响。
通过改善加工工艺,可以减少翘曲变形的发生。
例如,适当调整注射速度和压力,可以改善塑胶件的成型质量。
此外,合理安排加工顺序和冷却时间,也可以有效控制翘曲变形。
六、后续处理工艺改善后续处理工艺也是防止和解决塑胶件翘曲变形的重要环节。
例如,通过热处理可以有效消除应力集中,防止翘曲变形。
塑胶模具注塑制品翘曲与扭曲现象的原因及解决方案模
塑胶模具注塑制品翘曲与扭曲现象的原因及解决方案模下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法
塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法一、前言翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。
出现翘曲变形的原因很多,单靠工艺参数解决往往力不从心。
结合相关资料和实际工作经验,下面对影响注塑制品翘曲变形的因素作简要分析。
二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响。
在模具方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。
1.浇注系统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。
一些平板形塑件,如果只使用一个中心浇口,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;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。
当采用点浇口进行成型时,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。
另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t )缩短,从而使模腔内熔体密度更趋均匀,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。
2. 冷却系统在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。
如果在注射成型平板形塑件(如手机电池壳)时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。
因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大(此时可考虑使用两个模温机)。
除了考虑塑件内外表的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。
塑胶制品翘曲原因及解决对策
塑膠製品翹曲原因及解決對策一、前言:塑件成型後尺寸的歪扭即稱爲翹曲(warpage),它直接與塑膠的收縮有關,亦即塑件的收縮增大時愈容易發生翹曲。
同時,塑件內若有異方向性質(anisotropic properties),例如某些充填物,也會助長翹曲現象。
此篇文章討論的目的是希望設計師及成型師在遭遇到因不均勻收縮引起翹曲的問題時,提供一些解決的對策。
二、成品設計(part design)因成品設計所引起的翹曲最令人棘手,因爲此時幾乎無法利用射出條件的控制來克服,所以在設計成品時即須預防翹曲。
因爲收縮(shrinkage)與塑件肉厚(wall thickness)成正比例的關係,所以肉厚也與翹曲有關聯,也就是說肉厚必須均一才能提供均一的收縮,同一塑件肉厚不均必會導致翹曲[經應力釋放(stress-relief)]或成型應力(molded-in stress)。
下面為一些因肉厚不均勻導致成品翹曲的例子。
例1:例2:塑件有肋(rib)及boss時,由於模具中的熱傳狀況改變也會影響成品的幾何形狀。
三、模具設計(mold design)在模具設計中,對於結晶性塑件,其與翹曲最有關聯性的乃是澆口(gate)位置。
其因素有幾種,包括塑膠本身的高收縮和異方向性等,後者乃是說塑膠流向方向(flow direction)與其垂直方向兩者之收縮程度不一樣。
對於普通無充填料的結晶性塑膠,流動方向有較大的收縮,而垂直方向只有前者的70%-98%(依澆口尺寸及肉厚而定),肉厚愈薄差距愈小。
另外,有加入玻璃纖維(glass fiber)的強化塑膠與前述剛好相反,流動方向的收縮較其垂直方向小,這是由於纖維在流動方向的排列方位(orientation)所致,至於說兩者收縮相差多少,相當難以指出(依肉厚、澆口尺寸、纖維長度等),一般平均差距50%左右(流動方向較小),最好向塑膠供應商詢問以決定適當的收縮率。
從上面所討論的異方向性及因澆口位置而引起的排列方位問題來看,即使完美的成品也會受這些因素影響而發生翹曲,例4&例5為普通的塑件,若是強化塑件剛好相反。
塑料件翘曲原因和解决方案
引起产品翘曲变形
当出现角落效应时,应加强角落处的冷却,常用挡 板或喷泉等冷却装置,来加快角落处热量的散发。
DESIGN SOLUTIONS
案例7:减小角落效应引起的翘曲变形
该产品为汽车电器上的一个盖子。主要问题是翘曲 变形量较大。
产品尺寸: 114.0×20.51×37.81mm 基本壁厚:2.5mm
DESIGN SOLUTIONS
原始方案
0.1mm 0.1mm
中间三点潜伏式进浇
X向最大变形:0.1mm
DESIGN SOLUTIONS
原始方案
0.1mm 0.4mm
0.44mm
Y向最大变形:0.44mm
Z向最大变形:0.4mm
DESIGN SOLUTIONS
优化方案
外圈四点潜伏式进浇
DESIGN SOLUTIONS
运用Moldflow软件,可以准确的找到引起翘曲的原因,并进行优化 设计,从而给出解决方案,降低产品翘曲变形,以达到产品设计要求。 Moldflow将产品的翘曲变形归纳为四个主要因素: 1、 冷却不均匀:冷却水路设计不合理,使产品不能在最短的时间内获得 均匀的冷却。 2、 收缩不均匀:产品各处收缩不一致,会引起翘曲变形。 3、 纤维取向不均匀(含纤维材料):当纤维取向不均匀引起产品大的翘 曲变形。 4、 角落效应:深盒状产品,由于角落处热量集中,收缩较大,带来弯曲 变形。
DESIGN SOLUTIONS
原始方案
流道和冷却系统 成型工艺参数
Filling :
Mold temperature : Melt temperature : Injection time : Total volume : 70.00 deg.C 290.00 deg.C 0.15 s 21.28 cm^3
翘曲及处理
翘曲是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。
随着塑料工业的开展,人们对塑料制品的外观和使用性能要求越来越高,翘曲变形程度作为评定产品质量的重要指标之一也越来越多地受到模具设计者的关注与重视。
模具设计者希望在设计阶段预测出塑料件可能产生翘曲的原因,以便加以优化设计,从而提高注塑生产的效率和质量,缩短模具设计周期,降低本钱。
一.模具的构造对注塑制品翘曲变形的影响1.浇注系统的设计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。
大型平板形塑件,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;假设改用多个点浇口或薄膜型浇口,那么可有效地防止翘曲变形。
当采用点浇进展成型时,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;实验说明,浇口位置具很重要,但并非浇口数目越多越好。
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。
2.冷却系统的设计在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差异导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。
如果在注射成型平板形塑件时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层那么会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。
因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大。
除了考虑塑件内外外表的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。
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模具知识库 类别 射出成型
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塑料制品翘曲原因及解决对策
教育训练教材
面,太高的射压,会导致模穴内局部性的充填过饱,引起收缩不一及可能的翘曲。 模具设计或射出条件所引起的翘曲有时可藉退火或夹具加以矫正, 但因成品结构所引起的翘 曲,藉退火会更糟。因此,必须强调的一件事是:成品须经良好的设计以预防翘曲,使得成 型时可以矫正。 下列为引起塑件翘曲的原因及其对策一览表。 原 因 对 策 1、成品设计 A、肉厚变化* 心型加大肉厚。 B、肋及 boss 采用塑料厂商提供的推荐肉厚。 2、模具设计 A、浇口位置 (1)流动方位* (2)压力分布 B、浇口大小
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模具知识库 类别 例 15: 射出成型
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塑料制品翘曲原因及解决对策 例 16:
教育训练教材
塑件不适当的顶出亦可能会引起明显的翘曲,例如塑件有倒勾(undercut)时,或是顶出系统精 度差时。 四、射出条件(molding conditions) 射出条件会影响翘曲, 因此我们必须知晓影响成型塑料及其后收缩行为的各种机器操作条件 (功能),逐一于下面说明。 (A) 射出速度:射速主要以浇口大小为关联的基础;但是,若浇口是正确时,还是尽可能快速注 射的好,快速注射保证在模穴内的塑料温度均一,而有均一的收缩。 (B) 模具温度:对于欲获得最佳的塑件性质或表面光泽度来讲,模温较高较好;如此,塑件冷却 会较慢,成型压力较易释放;但这会导致翘曲的倾向发生 (假若因塑件形状而发生不均匀的 收缩),若是这样,模具温度须降低以抑制收缩。 模温可降低至塑件不会有“因应力释放而翘曲”的状况(无论在后收缩或装配使用时)。 假如塑件要在高温环境中使用, 建议下面的试验: 使用一小批量在 80~90℃温度, 经过 10~12 小时在慢慢冷却至室温,若发生翘曲,表示当初的模温太低;逐一调高模温再重复上述的试 验,直到塑件仍保持平坦的模温为止。 (C) 塑料温度:料温设定至高到足以均匀熔融塑料为止,若料温太低,未完全熔融,会发生收缩 不均而导致翘曲(压力传递不均) 。 相同的情况也会发生于料筒内有局部性的过热,或机台容量(capacity)太大, 因此必须检查有否塑料滞留之处,并且射出容量不要超过机器的 75%以上。 (D) 成型周期:冷却太短,塑件未冷却到足够的结构性稳定时,即有导致顶出变形的麻烦,更由 于时间的缩短,后收缩率将会跟随应力释放而较大,当应力释放时,任何不均的收缩将导致 翘曲。 射出机的活塞(ram)前进时间太短亦会导致翘曲问题,若浇口未封闭前退回,塑料会从模穴 倒流,模穴内低且不均匀的压力引起较大且不均匀的收缩。 (E) 射出压力:射压低则收缩率大,除了尺寸变小且易变动外,若此塑件本身就有益于产生收缩 不均的倾向,则此增加的收缩率会扩大翘曲的发生。另方 核准: 审核: 制表:
在可容许范围内最快速。 调整至适合范围,模温较高则增大收缩,应力释放及翘曲;较低 温则产生成形应力。 确定塑料熔融均匀,不均则收缩不均,料温太低会有不适当的压 力和/或不均匀的收缩。 保持射出时活塞前进时间够长到浇口封闭为止,全部周期须够长 到顶出时塑件能保持结构的稳定 在充填良好的条件下,尽量降低压力,但压力过低会引起过大的 收缩,射压太高会导致局部性的过渡充填。
* 成品及模具设计时的关键项目。
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塑料制品翘曲原因及解决对策
教育训练教材
缩(高压 低收缩)。(3)流动愈长,压力愈小。 由上述之事可知, 圆形塑件外缘的压力比浇口部位小, 所以外径部位的收缩比浇口部位大(虽 然肉厚均一)。假如发生应力释放必会产生翘曲。经由射出条件控制以使此塑件保持平坦的技术 乃是降低收缩率(亦即降低模具及塑料温度,并降低射出速度,提高射出压力、周期及加大浇口 等),如此即可将应力锁住而保持塑件的正确形状。 由上述之三原理,欲得此良好塑件的方式是使肉厚由中央较厚逐渐至外缘变薄,如此压力损 失会减少,边缘得到较有效的压力,边缘收缩率会减少,同时中央较厚处收缩率也会提高。 这样导致第二个考虑,即尽量使压力差最小,也就是把浇口置于最厚处。再提出控制收缩的 因素一次:肉厚愈厚之处收缩愈大,并且压力愈高部位收缩愈小,因此若是浇口位于肉厚较薄部 位,此邻近部位产生最大压力,此部位收缩即会最小,而导致翘曲。总之,浇口必须位于肉厚较 厚部位,则此处有最大压力,以使因肉厚不一而产生的收缩不一的收缩差减至最低。 最后,还须考虑到浇口大小,浇口大小不但控制了塑料进入模穴的流量,并且控制了填饱塑 料时有效的压力传递。若浇口太小,可能在塑料完全充满前即凝固封死,这样会减低有效压力及 不适当的填充(packing)而导致较大的收缩,成品除了尺寸较小外,高收缩也会扩大可能翘曲的倾 向。 其它在模具设计会遇到招致翘曲的情形是使用不同的模具材料。不同的材料热传性质不同, 假如静侧与动侧使用两种材料,具较低热传系数之材料,欲使其降至同一温度时,时间较长;若 两材料同时冷却,则其模温会较高,因此动静侧产生温度差;既然模温提高会提高收缩率,塑件 即会弯向较热一侧,其结果就是:翘曲。 例 11 所示为使用钢铁及铍铜构成模穴的例子。
例 5(a):
例 5(b): 核准: 审核: 制表:
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塑料制品翘曲原因及解决对策
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对于圆形塑件如例 6 所示, 若中心有破孔时, 其它种浇口也可得到均一的流动(例 7、 8 所示)。 例 6: 例 7:
例 8:
玻璃纤维塑料由于其异方向性程度颇大, 例 8 所示的浇口系统有时也会因排列方位而引起轻 微的偏摆或翘曲。如果可能的话,采用环形浇口(ring gate)或盘形浇口(disk gate)。 与灌点有关系的另种翘曲形式乃是模穴内的压力分布状况。可参考例 6,而且假设圆盘塑件 具有均一肉厚。 请记住下面三件事:(1)翘曲乃是同一塑件收缩不均的结果。(2)压力影响收 核准: 审核: 制表:
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例 12: 例 13:
“A”板有较大的散热区域, 结果“B”较热而引起更多的 收缩。
散热不均使得一侧趋向较热一侧,而且对于热塑性塑料当模温提高时收缩增加,模具较热一 侧发生较大的收缩,伴随的翘曲乃无法避免,要改善此情况有下列几点: (a) 在需要散热最多之处,提供更多的冷却管路。 (b) 利用热传能力之差距,在需要较大散热部位使用高热传系数的金属,例 12 之动心可使用 Be-Cu。 在玻璃纤维塑件之弯角处,纤维可能会形成捆成一束的现象,这些纤维没有 正常流动方向的排列方位,由于非均等方向的收缩,发生向邻近壁侧扯拉的作用。 例 14 示此种可能性,例 15&例 16 为改善情形。 例 14:
例 11: 因为铍铜比钢热发散较快,虽两侧吸收相等的热量,其模温会较冷,要解决此情形乃是两侧 个别模温控制,使两侧同时间内降至温度一致,或是在钢铁侧加冷却管路以得到两侧平衡。 最后,有关模具设计的是模具散热不均匀的问题,此情形可能是翘曲塑件的第二大要因,但 开模设计时常被疏忽。当模具一侧传热比另一侧快时即会发生热传不均问题,此情况视塑件几何 形状,及与树热脂接触的钢铁而定,rib(肋)boss是温度不均发生的主要原因。如例12及例13。 核准: 审核: 制表:
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塑料制品翘曲原因及解决对策
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一、前言: 塑件成型后尺寸的歪扭即称为翘曲(warpage), 它直接与塑料的收缩有关, 亦即塑件的收缩增 大时愈容易发生翘曲。同时,塑件内若有异方向性质(anisotropic properties),例如某些充填物, 也会助长翘曲现象。 此篇文章讨论的目的是希望设计师及成型师在遭遇到因不均匀收缩引起翘曲 的问题时,提供一些解决的对策。 二、成品设计(part design) 因成品设计所引起的翘曲最令人棘手,因为此时几乎无法利用射出条件的控制来克服,所以 在设计成品时即须预防翘曲。因为收缩(shrinkage)与塑件肉厚(wall thickness)成正比例的关系,所 以肉厚也与翘曲有关联,也就是说肉厚必须均一才能提供均一的收缩,同一塑件肉厚不均必会导 致翘曲[经应力释放(stress-relief)]或成型应力(molded-in stress)。 下面为一些因肉厚不均匀导致成品翘曲的例子。 例 1:
浇口置于使塑料具均一排列方位之处。 浇口置于肉厚较厚之处。 加大或减小浇口,浇口太小提早封闭,太大会局部性过渡充填, 然而一般是大浇口比小浇口较好。
C、模具材料 使用能均一散热的材料。 D、散热不均* 必要时扩充较多的冷却管路,使用不同的材料。 3、射出条件 A、射出速度 B、模具温度 C、塑料温度 D、成型周期 E、射出压力
例 2:
塑件有肋(rib)及boss时,由于模具中的热传状况改变也会影响成品的几何形状。 核准: 审核: 制表:
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塑料制品翘曲原因及解决对策
教育训练教材
三、模具设计(mold design) 在模具设计中,对于结晶性塑件,其与翘曲最有关联性的乃是浇口(gate)位置。其因素有几 种,包括塑料本身的高收缩和异方向性等,后者乃是说塑料流向方向(flow direction)与其垂直方 向两者之收缩程度不一样。对于普通无充填料的结晶性塑料,流动方向有较大的收缩,而垂直方 向只有前者的 70%-98%(依浇口尺寸及肉厚而定), 肉厚愈薄差距愈小。 另外, 有加入玻璃纤维(glass fiber)的强化塑料与前述刚好相反,流动方向的收缩较其垂直方向小,这是由于纤维在流动方向 的排列方位(orientation)所致,至于说两者收缩相差多少,相当难以指出(依肉厚、浇口尺寸、纤 维长度等), 一般平均差距 50%左右(流动方向较小), 最好向塑料供货商询问以决定适当的收缩率。 从上面所讨论的异方向性及因浇口位置而引起的排列方位问题来看, 即使完美的成品也会受 这些因素影响而发生翘曲,例 4,例 5 为普通的塑件,若是强化塑件刚好相反。 欲减低流动方位所引起的翘曲的修正方式,乃是给予塑流纵的流动。 例 4: