汽车塑料件的翘曲变形问题

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。

变形的调试心得1、首先是温度问题，按照我们常规理解的，变形会往温度高的方向变，但是事实却不一定如此，这与产品的近胶口有很大的关系，如果是胶口在产品中间的话，平板产品一般会完前模变形，这时通过增加后模模具的温度，产品的变形量会减小很多！如果胶口是在边上的话，变形那就不同了！2、二次压使用高大会导致变形量加大，所以建议尽量使用一次压，将转换位置减小，保压速度加快！二次压就能减到最小，但是这样如果锁模力不够的话，批锋会比较严重的哦！所以说，在新模调试的时候要尽量想办法去控制变形量，最好是从模具温度以及参数上去想办法！（这当然是建立在模具结构不能改变的基础上来说的）塑料射出成形先天上就会发生收缩，因为从制程温度降到室温，会造成聚合物的密度变化，造成收缩。

整个塑件和剖面的收缩差异会造成内部残留应力，其效应与外力完全相同。

在射出成形时假如残留应力高于塑件结构的强度，塑件就会于脱模后翘曲，或是受外力而产生破裂。

7-1 残留应力残留应力(residual stress)是塑件成形时，熔胶流动所引发(flow-induced)或者热效应所引发(thermal-induced)，而且冻结在塑件内的应力。

假如残留应力高过于塑件的结构强度，塑件可能在射出时翘曲，或者稍后承受负荷而破裂。

残留应力是塑件收缩和翘曲的主因，可以减低充填模穴造成之剪应力的良好成形条件与设计，可以降低熔胶流动所引发的残留应力。

同样地，充足的保压和均匀的冷却可以降低热效应引发的残留应力。

对于添加纤维的材料而言，提升均匀机械性质的成形条件可以降低热效应所引发的残留应力。

7-1-1 熔胶流动引发的残留应力在无应力下，长链高分子聚合物处在高于熔点温度呈现任意卷曲的平衡状态。

于成形程中，高分子被剪切与拉伸，分子链沿着流动方向配向。

假如分子链在完全松弛平衡之前就凝固，分子链配向性就冻结在塑件内，这种应力冻结状态称为流动引发的残留应力，其于流动方向和垂直于流动方向会造成不均匀的机械性质和收缩。

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。

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。

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。

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。

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。