塑膠射出成型零件彎曲變形的原因是什麼？

創建於 01.13

通常，我們在塑膠射出成型產品中會遇到一些翹曲變形的現象，究竟是什麼原因造成的呢？您是否還在為此感到困惑不已？是產品結構問題、模具問題，還是材料問題？接下來，我們就一起來分析塑膠射出成型產品變形的常見根本原因及解決方案。

由於成型應力所引起的變形，主要是由於不同方向的收縮率差異及壁厚變化所致。因此，提高模具溫度、提高熔體溫度、降低注射壓力、改善澆口系統的流動條件，都可以減小不同方向收縮率的差異。然而，單純改變成型條件往往難以糾正。在此情況下，有必要改變澆口的位置和數量，例如在成型長桿狀零件時從一端注入。有時，需要改變冷卻水通道的配置。長而薄的片狀零件更容易發生變形，有時需要改變零件的局部設計，例如在翻轉側的背面添加加強筋。使用輔助工具冷卻以糾正這種變形通常是有效的。如果無法糾正，則有必要修改塑膠模具的設計。其中，最重要的是確保產品的壁厚一致。在無法做到這一點的情況下，有必要測量產品的變形，並朝相反方向校正模具並進行校準。
結晶性塑膠，收縮率高的樹脂。一般而言，結晶性樹脂如尼龍、POM、PP、PET 等，其變形量會比非結晶性樹脂如 PMMA、PS、ABS、PC 等來得大。此外，玻璃纖維強化樹脂因纖維取向，變形量也相當顯著，且由於熔點範圍窄，常導致難以修正的變形。結晶性塑膠的結晶度會因冷卻速率不同而異，即快速冷卻會降低結晶度，減少成形收縮率；而緩慢冷卻則會增加結晶度，提高成形收縮率。結晶性塑膠變形的特殊修正法即利用此特性，實際修正方法是使活動模與固定模之間產生一定的溫差，也就是在翹曲的另一側施加會產生應力的溫度，藉此修正變形。此溫差有時可高達 20°C 以上，但必須均勻分布。必須注意的是，在設計結晶性塑膠的成形品及模具時，若未事先採取特殊的防變形對策，成形品可能因變形而無法使用。在大多數情況下，僅符合上述的成形條件，是無法單純地修正變形的。
冷卻不足或不均勻，以及在完全冷卻前頂出，常因頂針的推力而導致成形品變形。因此，在充分冷卻前強行脫模會導致變形。對策是讓模腔內充分冷卻，並在完全硬化後才進行頂出。或者，可以降低模具溫度並延長冷卻時間。然而，在某些情況下，模具局部冷卻不足且在正常成形條件下無法防止變形時，應考慮改變冷卻水路徑、冷卻水通道的位置或增加冷卻孔。特別是，建議考慮使用空氣冷卻代替水冷。
由於頂針的使用，某些零件可能表現出不良的脫模性，導致在強制使用頂針脫模時發生變形。對於不易變形的塑膠零件，這可能不會導致變形，而是導致破裂。對於 ABS 和聚苯乙烯零件，這種變形表現為被推壓區域出現白化（請參閱破裂、裂縫、微裂縫和白化）。解決方法是改善模具的拋光，使其更容易脫模。有時，使用脫模劑也可以改善脫模。最根本的改進方法是研磨頂針以降低脫模阻力，或增加拔模斜度，在頂出困難的區域增加頂針等。改變頂出方法更為重要。
對於一些小批量塑膠模具或有特殊結構性能要求的產品，從模具本身或塑膠本身來解決問題會過於繁瑣。我們也可以製作夾具，在射出成型後固定產品的形狀，然後利用夾具將產品夾持到完全冷卻。另一種簡單的方法是將校正後的產品放在校正工具上，在翹曲的區域加上配重，但需要明確配重的重量和放置位置。或者將翹曲的產品放在矯直器上，並浸入接近產品熱變形溫度的熱水中。用手輕輕矯直，但要注意不要使用過熱的水，否則會導致產品變形更嚴重。然而，這種方法並不推薦，因為與機械自動化相比，人工處理更耗時耗力，效率也不高，而且不易於品質控制。

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