塑胶射出成型产品的收缩和翘曲控制

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1、塑膠射出成型產品的收縮和翹曲控制主講人:Ocean_Tsai目錄:1.翹曲的定義2.翹曲的起因2-1製品2-2模具2-3成型機台2-4塑料3.材料的剛性4.收縮的現象與原因1.翹曲的定義:翹曲是由元件收縮的變化而造成的。單有收縮並不會造成翹曲。物體發生翹曲，是因為元件在收縮時發生不均的現象，故造成內應力（所有的零件均有內應力），而該內應力超過零件的剛度，所以就發生翹曲的現象。此動畫為翹曲2.翹曲的起因1.)溫度差異（主要的因素）——收縮率不均當不同點流向不同、不同點冷卻速率不同時，便有可能引起收縮不均勻。例如若零件有不同的厚度，則厚的部分冷卻較慢收縮量較大，薄的冷卻

2、快，收縮量較小，如此便會產生不均勻的收縮。2.)壓力差異不均勻的收縮會造成零件的內應力而零件是否會翹曲，就須衡量內應力與剛性誰強誰弱。若是剛性較強，有辦法壓過收縮不均，則零件就不會翹曲。反之，若收縮不均勻的很厲害，剛性擋都擋不住，如此便翹曲了。3.)分子定向（非結晶性材料）對晶質材料而言，若有的部份冷卻較快，有的部份冷卻較慢，快的會來不及結晶，收縮量較小，慢的會慢慢結晶，收縮量較大，因此便會造成不均勻的收縮。非晶質材料來說，順著融膠流向的會收縮較大，垂直融膠流向的收縮較小，於是在兩個方向的收縮便不均勻了。2-1製品1.製品厚、薄差異太大薄的地方先冷，厚的地方後冷。厚薄差

3、異大時，體積收縮率差異大，殘餘應力大。當殘餘應力克服了製品的強度，就會產生翹曲，甚至開裂。治本之道是作好製品設計，使得製品厚度均一(理想)，冷卻時體積收縮率差異小，殘餘應力小，翹曲或開裂的可能自然小。2.製品含銳角(開裂)銳角使得應力集中開裂的可能性大。3.嵌件(開裂)有嵌件時，應充分預熱後使用，或選擇膨脹係數較接近塑膠的鋅、鋁以代替鋼、鐵；否則冷卻時，會因為塑膠收縮大、金屬收縮小而使得塑膠開裂。孔Holes以射出成型而言，圓孔形狀理想，原因是塑料冷卻時，它收縮到心型銷，若銷為圓形，應力會均勻的分布在圓銷面上。孔Holes內圓角和向外延伸的內圓角(B,C,D)可以減低鎖

4、入的應力並且使得產品變強。2-2模具1.公、母模溫差大。公、母模溫差大，因冷卻產生的殘餘應力對壁厚的中心面不對稱，彎曲力矩大，容易翹曲，甚至開裂(如圖示)。2.模溫太低模溫太低，殘餘剪切應力大，又沒有足夠的時間將殘餘應力釋放容易翹曲，以至開裂。提高模溫，可以減少開裂。3.澆口(Gate)的數目或位置不當無論澆口的數目或位置不當，都會使得流長太長。流阻太大、相應的射壓也須提高，塑膠分子被拉伸、壓擠，機械應力強行加入，殘餘應力大，容易翹曲，甚至開裂。澆口附近壓力高，塑膠體積收縮率小，最後充填處壓力低，塑膠體積收縮率大，流長太長時，上下游塑膠體積收縮率差異大，殘餘應力大，容易

5、翹曲，甚至開裂。4.澆道(Sprue)、流道(Runner)或/和澆口(Gate)位置不當/太小/太長澆道、流道或澆口位置不當時，熔接線會在強度敏感處產生，熔接線本來就弱，應力又大，裂紋往往從熔接線開始。澆道、流道或/和澆口太小/太長，流阻提高，射壓也須相應提高，塑膠分子被拉伸壓擠機械應力強行加入，殘餘應力大，容易翹曲，甚至開裂(如圖示)。流道系統:豎澆道(sprue)冷料井(coldslugwell)流道(runner)澆口(gate)成品(part)運用橋式流道，自一特定區域，移除熔接線橋式流道，成型後切除產品名稱：17”TFTLCD前框材料：ABS冷卻不均Diff

6、erentialCooling收縮不均DifferentialShrinkage配向效應OrientationEffects找出殘餘應力的主要原因冷卻不均如果主要原因是:檢查冷卻系統：型腔厚度方向(或動定模之間)的冷卻是否均衡?檢查澆注系統：熔膠是否是單一方向流?熔膠波前在型腔中是否以常速推進？配向效應檢查澆注系統為首：熔膠流動是否平衡?流長/壁厚比是否太大?型腔厚度差異是否太大?檢查冷卻系統為次：同側(動模側或定模側)的冷卻是否均衡?收縮不均錄影帶盒錄影帶盒的收縮翹曲原始設計更正設計冷卻水道設計-公模側原始設計更正設計原始設計更正設計冷卻水道設計-母模側5.頂出不均頂

7、出時製品尚熱，頂出不直、不均、不一致，製品容易翹曲，甚至開裂。檢查頂出系統，並作必要的調整。適度潤滑所有運動零件。6.拔模錐度太小拔模錐度太小時，製品頂出不易。勉強頂出，製品則有可能翹曲，甚至開裂。加大拔模錐度可以減少開裂的可能。每邊拔模錐度至少要有1/2度；若能採用1度更好。7.頂出不當如果頂出銷太細，壁厚太薄，製品在頂出時有可能破裂。頂出速度太快，製品也有可能破裂。冷卻時間應當夠長，使得製品固化層足以承受頂出的力量，以至脫模。2-3射出成型機1.熔膠溫度太低或/和射壓太高熔膠溫度太低或/和射壓太高會產生高的殘餘應力，製品容易翹曲，甚至