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塑料注射制品緣何總愛變形
  瀏覽次數(shù)：2706  發(fā)布時(shí)間：2016年07月14日 11:46:49
[導(dǎo)讀] 根據(jù)塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)，塑料可分為兩大類：結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型(也叫無定型)塑料。結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料的主要區(qū)別在于從熔融狀態(tài)到冷凝時(shí)，樹脂分子能否形成某種程度的規(guī)整排列。如果能形成某種程度的規(guī)整排列，稱其為結(jié)晶型，反之稱其為非結(jié)晶型所示。


      根據(jù)塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)，塑料可分為兩大類：結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型(也叫無定型)塑料。結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料的主要區(qū)別在于從熔融狀態(tài)到冷凝時(shí)，樹脂分子能否形成某種程度的規(guī)整排列。如果能形成某種程度的規(guī)整排列，稱其為結(jié)晶型，反之稱其為非結(jié)晶型所示。

結(jié)晶型塑料與非結(jié)晶型塑料不但力學(xué)性能有顯著差異，而且在從粘流態(tài)轉(zhuǎn)變到玻璃態(tài)時(shí)它們的收縮率相差很大，結(jié)晶型塑料的收縮率通常是非結(jié)晶型塑料收縮率的 210倍。同時(shí)，對(duì)結(jié)晶型塑料來講，如果冷卻時(shí)各部分的冷卻速度不一致，也會(huì)造成制品內(nèi)各部分的結(jié)晶度有差異，結(jié)晶度的差異就會(huì)在制品內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而引起制品的變形甚至開裂。因此，對(duì)結(jié)晶型塑料而言，模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)是關(guān)系到制品變形程度的重要方面。

原料中除了樹脂之外，通常還會(huì)加入某些填料以改善塑料的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等性能，這些填料在注射成形時(shí)由于剪切流動(dòng)會(huì)形成分子取向，用Moldflow軟件分析給出的纖維取向分布。取向會(huì)使制品在不同方向上的收縮率產(chǎn)生明顯差異。例如，對(duì)30玻纖增強(qiáng)的PA66，其收縮率在流動(dòng)方向上為0.4，而在與流動(dòng)方向垂直的方向上為1.1，不同方向收縮率的差異使制品內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，對(duì)玻纖增強(qiáng)塑料制品來講，填料的非均勻取向往往是導(dǎo)致制品變形的主要原因。生產(chǎn)實(shí)踐中,為了改善或消除由此產(chǎn)生的制品變形，人們通常采用改變澆口位置和調(diào)整注射速度等措施。

可看出影響注射制品變形有5大因素，分別為：成形原料、成形方法、制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及注射成形工藝條件。

      成形原料

成形原料對(duì)制品變形的影響主要是指原料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)及填料的種類等。

成形方法

目前，在傳統(tǒng)注射成形的基礎(chǔ)上已發(fā)展出了超高速注射成形、氣輔成形等多種成形方法。

尤其是氣輔成形的應(yīng)用已從最初的把手、扶手等形狀簡(jiǎn)單的制品，逐步過渡到家電、音響、汽車、辦公用品和玩具等行業(yè)的復(fù)雜制品生產(chǎn)中，用氣輔成形生產(chǎn)的制品種類越來越多，形狀也越來越復(fù)雜。

氣輔成形突破了傳統(tǒng)注射成形的技術(shù)限制，是對(duì)傳統(tǒng)注射成形技術(shù)的革新，它不但具有節(jié)省塑料原料、消除制品表面縮痕、縮短成形周期、簡(jiǎn)化制品設(shè)計(jì)、降低模具成本等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能降低注射壓力，因而減少模內(nèi)壓力差異，從而降低內(nèi)應(yīng)力和制品變形。汽車配件保險(xiǎn)杠采用傳統(tǒng)注射成形時(shí)薄板表面變形嚴(yán)重，且是不規(guī)則的S形。采用氣輔成形后制件整體不變形，薄板表面是一條圓滑的弧線。

制品設(shè)計(jì)

制品設(shè)計(jì)對(duì)變形的影響主要集中在制品壁厚、壁厚的均勻性、制品形狀和結(jié)構(gòu)剛性等方面。

制品壁厚對(duì)變形的影響通常因塑料的種類而異。對(duì)非結(jié)晶型塑料來講，壁厚太薄往往取向嚴(yán)重。

因此，對(duì)此類塑料制品來講要想減少變形通常是在設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)增加壁厚，目的在于減少分子取向所產(chǎn)生的不利影響，同時(shí)適當(dāng)增加壁厚也在某種程度上增加了制品的剛性，因而降低了制品的變形。

而對(duì)結(jié)晶型塑料制品來講，設(shè)計(jì)時(shí)降低變形的措施往往是減少壁厚并改善壁厚的均勻性。減少壁厚的原因是結(jié)晶型塑料收縮率大，減少壁厚可減少制品體積收縮?？煽闯鲇肕oldflow軟件分析改善壁厚均勻性的原因是：若壁厚不均，薄壁和厚壁處結(jié)晶度有差異，不同部位結(jié)晶度的差異使得不同部位收縮有差異，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，引起制品的變形。