塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法图文稿
塑料翘曲、弯曲和扭曲原因
翘曲、弯曲和扭曲注射成型时塑料的成型收缩率随流动方向的不同而不同,就是说流动方向的收缩率远比垂直方向大(收缩率各向异性),有时收缩率在方向上的差值达1%以上;成型收缩率还受成型制件壁厚和温度的影响,由于收缩率的不同,致使制件产生变形。
注射成型是把粘流态的高聚物挤压到模腔中成型的一种方法,所以不可避免在成型制件内部残留有内部应力,此应力也将引起制件的变形。
此外还有一些原因也往往引起变形。
如制件未完全硬化就顶出的变形;还有顶杆推力造成的变形。
由于上述原因,将成型制件从模腔顶出后,就达不到内部应变最小的理想形状,而出现翘曲、弯曲和扭曲等现象。
可采用辅助工具来矫正冷却变形。
即把从模腔内顶出的且内部尚柔软的成型制件放在辅助工具中,随着辅助工具一起冷却,从原始状态限定变形。
根据冷却方式来确定冷却时间,一般需冷却10min以上,能稍微防止变形,但不能抱有太大的期望。
避免制品厚度的差异,在制品厚度大的地方设置浇口(1-1),因直线容易引起翘曲,做成大的R曲线(图A),制品可逆弯曲的模具(图B),增加顶出杆个数,增加脱模斜度。
在薄形的箱子成型中,因成型温度引起的弯曲,这常见于单单是热膨胀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。
随着塑料工业的发展,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,降低成本。
本文主要对在注塑模具设计过程中影响注塑制品翘曲变形的因素加以分析。
二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响在模具设计方面,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。
塑料件翘曲变形分析(总结)
塑料件翘曲变形分析塑料件的翘曲变形是塑料件常见的成型质量缺陷。
塑料件的翘曲变形主要是因为塑料件受到了较大的应力作用,主要分为外部应力和内部应力,当大分子间的作用力和相互缠结力承受不住这种应力作用时,塑料件就会发生翘曲变形。
1、外部应力导致的翘曲变形此类翘曲变形主要为制件顶出变形,产生的原因为模具顶出机构设计不合理或成型工艺条件不合理。
1.1、模具顶出机构设计不合理顶出机构设计不合理,顶出设计不平衡,或顶杆截面积过小,都有可能使塑料件局部受力过大,承受不住应力作用发生塑性形变而导致翘曲变形。
防止顶出变形需改善脱模条件:如平衡顶出力;仔细磨光新型侧面;增大脱模角度;顶杆布置在脱模阻力较大的地方,如加强筋,Boss柱等处。
1.2、成型工艺参数设置不合理冷却时间不足,凝固层厚度不够,塑料件强度不足,脱模时容易导致产品翘曲变形。
可以延长冷却时间,增加凝固层厚度来解决。
2、内部应力导致的翘曲变形2.1、塑料内应力产生的机理塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而产生的一种内在应力。
内应力的本质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立刻恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变以位能情势储存在塑料制品中,在合适的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自在的稳定的构象转化,位能改变为动能而开释。
当大分子间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,内应力平衡即受到破坏,塑料制品就会产生翘曲变形,严重时会发生应力开裂。
2.2、塑料内应力的种类2.2.1 取向内应力取向内应力是塑料熔体在充模流动和保压补料过程中,大分子链沿流动方向定向排列,构象被冻结而产生的一种内应力。
取向应力受塑胶流动速率和粘度的影响。
如图一所示,A 层是固化层,B层是流动高剪切层,C层是熔胶流动层。
A层为充填时紧贴两侧模壁,瞬间冷却固化层。
塑胶加工中翘曲变形的原因及解决办法
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。
塑胶模具注塑制品翘曲与扭曲现象的原因及解决方案模
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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。
塑料制品的翘曲变形分析
一、引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。
随着塑料工业的发展,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,降低成本。
本文主要对在注塑模具设计过程中影响注塑制品翘曲变形的因素加以分析。
二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响在模具设计方面,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。
图1为大型平板形塑件,如果只使用一个中心浇口(如图1a所示)或一个侧浇口(如图1b所示),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(如图1c所示)或薄膜型浇口(如图1d所示),则可有效地防止翘曲变形。
a)中心浇口 b) 侧浇口 c)多点浇口 d) 薄膜型浇口图1 浇口形式对塑料件变形的影响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。
图2为一箱形制件在不同浇口数目与分布下的试验图。
a)直浇口 b)10个点浇口 c)8个点浇口d)4个点浇口 e) 6个点浇口 f) 4个点浇口图2 实验浇口的设置由于采用的是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。
实验结果表明,按图f设置浇口具有较好的效果。
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。
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。
塑料翘曲变形分析及解决方案
影响注塑制品翘曲变形的因素很多,根据现代塑料制品翘曲理论,分为四大类,包括塑料材料、制品形状、模具结构和成型工艺条件。
首先是塑料材料及添加剂。
塑料取向能力和结晶性能显著影响翘曲变形,取向材料比未取向材料更容易翘曲,结晶型聚合物翘曲变形倾向比无定型聚合物的要大,如果聚合物中有添加剂(如色料),则会加大注塑制品翘曲变形程度。
其次,塑料制品形状尺寸也能影响翘曲变形。
产品形状、壁厚、加强筋、表面装饰性浮雕等,能影响充模性能、冷却效果,导致制品取向、内应力、收缩等分布不均匀,翘曲变形也就无法避免。
另外,模具结构对翘曲变形很有影响。
浇注系统及冷却系统设置、排气性能好坏、模具顶出机构设计等都能影响制品取向与收缩,从而显著影响制品出模后的翘曲变形。
最后一个能显著影响翘曲的因素是工艺条件。
注塑熔体塑化质量、熔体温度、注塑压力、保压压力、保压时间、模具温度等许多工艺参数都影响制品翘曲变形。
对于这些影响因素,设计人员很难予以全面考虑,因此,有必要对翘曲变形进行数值模拟,预测制件变形大小,以指导实际生产过程。
自20世纪中叶以来,塑料流变学、材料学、数值计算方法和计算机技术的突飞猛进为塑料模CAE技术发展创造了有力条件。
塑料模CAE研究经历了从初级到高级、从简单到复杂、从理论研究到实际应用的发展历程。
流动过程的研究早在五十年代开始,至八十年代已经发展到实用化程度保压过程和冷却过程研究比流动过程研究要晚十年,直到九十年代才开始研制实用化软件,而纤维定向至今仍然集中于理论研究残余应力研究从七十年代开始,现正向实用化方向努力。
相比之下,翘曲变形的研究工作远不及流动、保压、冷却、应力等模拟研究那么早,而且进展较慢。
导致这种现象的原因有很多方面:(1)翘曲变形模拟与注塑流动、保压、冷却等阶段的研究发展状况有关。
只有在完成了流动、保压、冷却及应力分析的基础上,才可能进行翘曲变形的数值模拟研究。
(2)与注塑其他阶段不同,导致制品翘曲变形的因素太多,包括塑料材料、制品和模具结构、注塑成型工艺参数等,到目前为止,注塑成型翘曲变形机制仍然存有争议,有待进一步的深入研究。
塑胶产品翘曲变形的分析研究ppt课件
塑胶流动分析
以B77 MID FRAME为例 第一版设计浇口位置和数量如图A所示,由于流长及结构薄弱,在试模后发现长边变 形度过大,达不到客户需求,后经更改进点数量及位置如图B所示,有效的改善了变形 问题
1,2,3,4四支流长较其他长
QQuuaannttaa CCoonnffiiddeennttiiaall
目的
针对公司产线组装过程中出现issue的分析,因产品翘曲变形所造成的gap,step, 占据很大比例,因此,对产品翘曲变形进行分析,在NPI阶段,将翘曲变形问题解 决掉,可理出影响翘曲变形的 各种原因
2.针对每个原因进行细 部分析
3.在细部分析基础上提 出改善对策
5.制定后续新产品开发 中针对变形需考虑问题 list
4.对改善对策有效性进 行分析
QQuuaannttaa CCoonnffiiddeennttiiaall
塑胶产品翘曲变形原因分析
影响塑胶产品翘曲变形的因子
塑胶产品变形
模具结构
成型阶段
塑料的成型收缩率随流动方向的不同而不同,流动方向的收缩率远比垂直方向大( 收缩率各向异性)
红色代表熔融塑料,蓝色 代表凝 固层而红色箭头代表热传方向 。
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。
影响塑胶产品翘曲变形细部分析
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 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
注塑成型翘曲变形产生机理及解决办法PVC塑料网
注塑成型翘曲变形产生机理及解决办法翘曲变形:注塑制品的形状偏离了模具形腔的形状什么是翘曲变形(Warping)?翘曲变形(Warping)是注塑制品的形状偏离了模具形腔的形状,如图所示,它是塑料制品常见的缺陷之一。
影响注塑产品翘曲变形的因素有很多,模具的结构、塑料材料的热物理性能以及注塑成型过程的条件和参数均对制品翘曲变形有不同程度的影响。
因此,对注塑制品翘曲变形机理的研究必须综合考虑整个成型过程和材料性能等多方面的因素。
随着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受到关注与重视。
翘曲变形(Warping)缺陷成因分析(1)分子取向不均衡热塑性塑料的翘曲变形很大程度上取决于塑件径向和切向收缩的差值,而这一差值是由分子取向产生的。
通常,塑件在成型过程中,沿熔料流动方向上的分子取向大于垂直流动方向上的分子取向,这是由于充模时大部分聚合物分子沿着流动方向排列造成的,充模结束后,被取向的分子形态总是力图恢复原有的卷曲状态,导致塑件在此方向上的长度缩短。
因此,塑件沿熔料流动方向上的收缩也就大于垂直流动方向上的收缩。
由于在两个垂直方向上的收缩不均衡,塑件必然产生翘曲变形。
为了尽量减少由于分子取向差异产生的翘曲变形,应创造条件减少流动取向及缓和取向应力的松驰,其中最为有效的方法是降低熔料温度和模具温度。
在采用这一方法时,最好与塑件的热处理结合起来,否则,减小分子取向差异的效果往往是暂时性的。
因为料温及模温较低时,熔料冷却很快,塑件内会残留大量的内应力,使塑件在今后使用过程中或环境温度升高时仍旧出现翘曲变形。
如果塑件脱模后立即进行热处理,将其置于较高温度下保持一定时间再缓冷至室温,即可大量消除塑件内的取向应力,热处理的方法为;脱模后将塑件立即置于37.5~43度温水中任其缓慢冷却。
(2)冷却不当如果模具的冷却系统设计不合理或模具温度控制不当,塑件冷却不足,都会引起塑件翘曲变形。
翘曲变形问题的成因及从产品结构角度的解决办法
控制产品翘曲变形的方法有很多,比如单从注塑工艺的调 试上就可以解决很多变形问题。
今天我们总结的是如何从产品结构的角度来控制这些变形 问题。
加预变形 收纳箱(PP材料)
盒盖(LDPE材料)
此三组方案对照,通过改变局部壁厚调整塑件的翘曲变形。但此方案并 不是改善填充时的流动平衡,而是从机械强度的角度对塑件翘曲的结果 产生了改变。
盒盖(PP材料)
角落效应
角落效应就是塑件中拐角区域对变形的影响。 主要是由于塑件在拐角区域的热量散失较难, 从而产生热应力;另外,由于模具抑制条件, 塑件在厚度方向上的收缩要远远大于塑料件 拐角区域的平面收缩,这会导致进一步的变 形。
双耳盆(PP材料)
还有很多其他方面的因素会导致产品的变形
顶出变形 有的产品背部筋位较多较深,产品成型后的抱紧力过大,在 开模顶出过程中就有发生。
箱体底部壁厚均匀,所以熔体填充 至侧面末端沿口处较早,导致收缩 加大,翘曲变形加大。
箱体底部横条区域加厚0.3mm后, 熔体填充至末端沿口的时间相对 减小,使沿口处的变形减小。
塑件的进胶方式由 大浇口改为四点热 流道后,熔体到达 边缘后累积的压力 减小,所以此区域 的翘曲变形量相对 减弱。
特殊说明 盒盖(LDPE材料)
由于变形数值受多种成型因素 的影响,真实结果不好控制。 所以目前我们只在部分类型的 塑件上使用这种办法。(如箱 体、抽屉等)
增加机械强度 如果把产品的翘曲变形看做是受到内应力作用而引起 的变形,那么从结构力学的角度考虑,我们增加塑件 的结构强度就可以抵抗产品的翘曲变形。 (如在反沿口背部加筋,在箱盖上和箱体侧面加凹槽 结构,箱体的米字大底结构等)
注塑制品的翘曲变形分析
注塑制品的翘曲变形分析(转)注塑制品的翘曲变形分析一、引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。
随着塑料工业的发展,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,降低成本。
本文主要对在注塑模具设计过程中影响注塑制品翘曲变形的因素加以分析。
二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响在模具设计方面,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。
图1为大型平板形塑件,如果只使用一个中心浇口(如图1a所示)或一个侧浇口(如图1b所示),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(如图1c所示)或薄膜型浇口(如图1d所示),则可有效地防止翘曲变形。
a) 中心浇口 b) 侧浇口 c)多点浇口 d) 薄膜型浇口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。
图2为一箱形制件在不同浇口数目与分布下的试验图。
a)直浇口 b)10个点浇口 c)8个点浇口d)4个点浇口 e) 6个点浇口 f) 4个点浇口由于采用的是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。
实验结果表明,按图f设置浇口具有较好的效果。
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
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。
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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)。
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。
因此,模具上冷却水孔的布置至关重要。
在管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,才能保证型腔壁的温度均匀一致。
同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。
因此,要求每个冷却回路的水道长度小于2米。
在大型模具中应设置数条冷却回路,一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。
对于长条形塑件,应采用直通型水道。
(而我们的模具大多是采用S型回路----既不利于循环,又延长周期。
)
3. 顶出系统
顶出系统的设计也直接影响塑件的变形。
如果顶出系统布置不平衡,将造成顶出力的不平衡而使塑件变形。
因此,在设计顶出系统时应力求与脱模阻力相平衡。
另外,顶出杆的截面积不能太小,以防塑件单位面积受力过大(尤其在脱模温度太高时)而使塑件产生变形。
顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。
在不影响塑件质量(包括使用要求、尺寸精度与外观等)的前提下,应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形(换顶杆为顶块就是这个道理)。
用软质塑料(如TPU)来生产深腔薄壁的塑件时,由于脱模阻力较大,而材料又较软,如果完全采用单一的机械顶出方式,将使塑件产生变形,甚至顶穿或产生折叠而造成塑件报废,如改用多元件联合或气(液)压与机械式顶出相结合的方式效果会更好(以后会用到)。
三、塑化阶段对制品翘曲变形的影响
塑化阶段即由玻璃态料粒转化为粘流态熔体的过程(培训时讲过原料塑化的三态变化)。
在这个过程中,聚合物的温度在轴向、径向(相对螺杆而言)温差会使塑料产生应力;另外,注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时分子的取向程度,进而引起翘曲变形。
四、充填及冷却阶段对制品翘曲变形的影响
熔融态的塑料在注射压力的作用下,充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固。
此过程是注射成型的关键环节。
在这个过程中,温度、压力、速度三者相互耦合作用,对塑件的质量和生产效率均有极大的影响。
较高的压力和流速会产生高剪切速率,从而引起平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向的差异,同时产生“冻结效应”。
“冻结效应”将产生
冻结应力,形成塑件的内应力。
温度对翘曲变形的影响体现在以下几个方面:
(1)塑件上、下表面温差会引起热应力和热变形;
(2)塑件不同区域之间的温度差将引起不同区域间的不均匀收缩;(3)不同的温度状态会影响塑料件的收缩率。
五、脱模阶段对制品翘曲变形的影响
塑件在脱离型腔并冷却至室温的过程中多为玻璃态聚合物。
脱模力不平衡、推出机构运动不平稳或脱模顶出面积不当很容易使制品变形(前面已经讲过)。
同时,在充模和冷却阶段“冻结”在塑件内的应力由于失去外界的约束,将会以“变形”的形式释放出来,从而导致翘曲变形。
六、注塑制品的收缩对翘曲变形的影响
注塑制品翘曲变形的直接原因在于塑件的不均匀收缩。
如果在模具设计阶段不考虑填充过程中收缩的影响,则制品的几何形状会与设计要求相差很大,严重的变形会致使制品报废(即收缩率的问题)。
除填充阶段会引起变形外,模具上下壁面的温度差也将引起塑件上下表面收缩的差异,从而产生翘曲变形。
对翘曲分析而言,收缩本身并不重要,重要的是收缩上的差异。
在注塑成型过程中,熔融塑料在注射充模阶段由于聚合物分子沿流动方向的排列使塑料在流动方向上的收缩率比垂直方向的收缩率大,而使注塑件产生翘曲变形(即各向异性)。
一般均匀收缩只引起塑料件体积上的变化,只有不均匀收缩会引起翘曲变形。
结晶型塑料在流动方向与垂直方向上的收缩率之差较非结晶型塑料大,而且其收
缩率也较非结晶型塑料大,结晶型塑料大的收缩与其收缩的异向性叠加后导致影响结晶型塑料件翘曲变形的倾向较非结晶型塑料大得多。
七、残余热应力对制品翘曲变形的影响
在注射成型过程中,残余热应力是引起翘曲变形的一个重要因素,而且对注塑制品的质量有较大的影响。
由于残余热应力对制品翘曲变形的影响非常复杂,这里就不赘述。
八、金属嵌件对制品翘曲变形的影响
对放嵌件的注塑制品,由于塑料的收缩率远比金属的大,所以容易导致扭曲变形(有的甚至开裂);为减少这种情况,可先将金属件预热(一般不低于100℃),再投入生产。
九、结论
影响注塑制品翘曲变形的因素有很多,模具的结构、塑料材料的热物理性能以及成型过程的条件和参数均对制品的翘曲变形有不同程度的影响。
因此,对注塑制品翘曲变形的处理必须综合考虑上述因素。