复杂薄壁注塑件翘曲变形及注塑工艺参数的优化与研究

注塑模具制品的翘曲、变形原因及解决方法
注塑成型是批量生产某些形状复杂部件时用到的一种加工方法。

具体指将受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品。

出现的翘曲、变形问题主要应从注塑模具设计方面解决，而成型条件的调整效果则是很有限的。

东莞恒圣塑胶实业有限公司专业为您介绍以下是翘曲、变形的原因及解决方法：
一、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、提高注塑模具温度，并使注塑模具温度均匀，及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。

二、脱模不良引起应力变形时，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。

三、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。

四、对于成型收缩所引起的变形，就必须修正注塑模具的设计。

最重要的是应注意使制品壁厚一致。

关键词：模具加工,大型模具加工,大型注塑产品,注塑机产品。

第２８卷　第１期中　国　塑　料Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１２０１４年１月ＣＨＩＮＡ　ＰＬＡＳＴＩＣＳＪａｎ．，２０１４热流道注塑中大尺寸细长薄壁塑件成型周期及翘曲变形控制研究徐振宇（金华职业技术学院机电工程学院，浙江金华３２１０１７）摘　要：以某型汽车防擦条为例，对原有注塑方案的流道系统及工艺参数进行改进，利用计算机辅助工程（ＣＡＥ）手段分析改进对于注塑周期及翘曲变形的影响，从而得出控制此类零件注塑周期及翘曲变形的趋势，将改进方案用于指导实际注塑，结果与模拟基本吻合。

关　键　词：注塑；热流道；细长薄壁塑件；翘曲；成型周期；控制中图分类号：ＴＱ３２０．６６＋２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－９２７８（２０１４）０１－００９３－０６Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｏｆ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｃｙｃｌｅ　ａｎｄ　Ｗａｒｐａｇｅ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ＳｌｅｎｄｅｒＴｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ　Ｐａｒｔｓ　ｉｎ　Ｈｏｔ　Ｒｕｎｎｅｒ　ＭｏｌｄＸＵ　Ｚｈｅｎｙｕ（Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｃｈｏｏｌ，ＪｉｎＨｕａ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｉｎｈｕａ　３２１０１７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｎｔｉ－ｒｕｂ　ｏｆ　ａｎ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｕｎｎｅｒ　ｓｙｓｔｅｍａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ．ＣＡＥ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｌｄｉｎｇ　ｃｙｃｌｅ　ａｎｄｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗａｒｐａｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅｓｅ　ｐａｒｔｓ．Ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｗａｓ　ｇｕｉｄｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｗａｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｌｄｉｎｇ；ｈｏｔ　ｒｕｎｎｅｒ；ｓｌｅｎｄｅｒ　ｔｈｉｎ－ｗａｌｌｅｄ　ｐｌａｓｔｉｃｓ　ｐａｒｔ；ｗａｒｐａｇｅ；ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ　ｃｙｃｌｅ；ｃｏｎｔｒｏｌ０　前言大尺寸的细长薄壁塑件虽然结构较为简单，但由于注塑流程较长、壁厚较薄，对于较好地控制注塑周期和翘曲变形有较大的困难。

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。

加工设备与应用CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2020， 37（2）： 49薄壁塑件由于质量轻和流长比大，因此，在成型过程中收缩不均匀，容易产生翘曲变形。

传统注塑成型工艺使熔体受力不均，易产生内应力进而导致翘曲变形等缺陷。

注塑压缩成型技术是传统注塑成型和压缩成型的组合技术，通过注塑机将塑化好的熔体注塑至未完全闭合的模具型腔中，然后通过注塑机或模外压缩装置压缩模具至完全闭合，目的是将熔体压实。

传统注塑成型工艺采用可控的螺杆运动来间接控制模具型腔中树脂的流动速率和压力，注塑压缩成型使树脂在压力作用下直接充满整个型腔，以减小塑料杆的内应力，削弱分子间的取向［1］，改善薄壁塑件的质量。

薄壁塑件注塑压缩成型多指标工艺参数的优化黄永程（广东理工学院，广东省肇庆市 526100）摘要：基于Minitab软件建立6因素5水平的田口试验并与模糊数学中的综合评判法相结合，以电脑显示器外壳为研究对象，对不同工艺条件下的注塑压缩成型过程进行模拟分析，对塑件成型后的最大翘曲变形量、平均熔接线和平均体积收缩率等3个目标值进行综合评判。

通过对综合评分进行极差分析，确定了模具温度、熔体温度、压缩力、压缩速度、压缩距离和压缩时间等对注塑压缩成型的影响程度，得出了最优注塑压缩成型工艺参数组合方案，并对该工艺参数组合方案进行了模拟验证。

最终得出最优工艺参数：模具温度为75 ℃，熔体温度为260 ℃，压缩力为60 t，压缩速度为14 mm/s，压缩距离为1.5 mm，压缩时间为7 s。

关键词：薄壁塑件 注塑压缩 最大翘曲变形量 熔接线 平均体积收缩率中图分类号：TQ 320.66 文献标志码：B 文章编号：1002-1396（2020）02-0049-05Optimization of multi index process parameters forinjection molding of thin-walled plastic partsHuang Yongcheng（Guang Dong Polytechnic College，Zhaoqing 526100，China）Abstract：The Taguchi test of 6 factors and 5 levels was set up in this paper based on Minitab and combined with the comprehensive evaluation method in fuzzy mathematics. The simulation analysis of the injection compression molding process under different process conditions was carried out. The target values of the maximum warpage change，the average weld line and the average volume collection after the plastic parts are formed were evaluated to get comprehensive scores. The influence of the technological parameters of mould temperature，melt temperature，compression force，compression speed，compression distance and compression time on injection compression molding were determined through range analysis of the comprehensive scores，and the optimal combination scheme of injection compression process parameters was drawn up and the combination scheme of the process was simulated. Finally, the optimal process parameters were obtained as follows: die temperature was 75 ℃, melt temperature was 260 ℃, compression force was 60 t, compression speed was 14 mm/s, compression distance was 1.5 mm, compression time was 7 s.Keywords：thin-walled plastic part； injection compression； maximum warpage； weld line； average volume shrinkage.收稿日期：2019-10-27；修回日期：2019-12-28。

翘曲变形是薄壳塑料件注塑成型中的常见缺陷之一，因为涉及到对翘曲变形量的准确预测，而不同材料、不同形状的注塑件的翘曲变形规律差别很大。

翘曲变形问题的存在会影响注塑件的形状精度和表面质量，当翘曲变形量超过允许误差后，就成为成形缺陷，进而影响产品装配。

对各类大量日益增加的薄壁件(壁厚小于2mm)翘曲变形做出准确预测是有效控制翘曲缺陷的前提，长期以来，人们在翘曲预测方面做了大量的工作，常见的研究方法有实验法和理论分析法。

实验法研究现状用实验方法研究塑料制品的翘曲变形主要体现在研究材料性质、产品的几何形状和大小、注塑成型工艺条件等对制品翘曲变形的影响。

早在六十年代，VLeo和Ch.Curelliez通过设计大量的实验，获取浇口几何形状、保压参数(保压压力和保压时间)和模具的弹性对制品最终尺寸的影响。

C.S.Lec和A.Dusin 等用Nylon6和PET作为聚合物基，研究了不同材料和不同壁厚平板的翘曲特性。

HiroyukiKikuehi和 KiyohitoKoyama等实验研究了33%玻璃增强纤维PA66注塑磁盘的增强比率、线性热膨胀系数的各向异性、制品厚度和翘曲之间的关系，首次提出了翘曲指数概念，采用翘曲指数研究PA66塑料制品的翘曲特性，并研究了翘曲指数、翘曲和纤维定向状态之间的关系和屈服与翘曲指数的关系。

图 1: 手机外壳是一种典型的薄壁注塑件E.J.Fahy等采用磁盘来测试增强塑料制品出模后发生翘曲变形的机制，并提出磁盘呈拱形或马鞍形变形的实验公式。

M.Akay和S.Ozden等在大量实验数据的基础上，建立残余应力和翘曲之间的实验关系，这样就无需考虑忽略塑料的粘弹行为和假设塑料固化时材料性质与温度无关给翘曲预测带来误差。

Radford和 Diefendorf等实验研究了复合材料在成型和使用过程中的变形。

他们提出了基于经典层状薄板理论的预测制品形状变化的数学模型。

实验方法研究翘曲变形，往往局限于某一特定的几何形状、特定的材料和工艺条件，并不能全面考虑诸多因素对翘曲变形的影响，而且也不能在产品设计阶段预测可能发生的翘曲变形的大小。

基于Moldflow的薄壁注塑件的工艺参数优化刘晓红（九江职业技术学院，九江332000）摘要以充电器外壳为例采用Moldflow软件对各工艺参数进行注射成型过程的模拟。

运用信噪比分析分别研究各工艺参数对收缩、锁模力和翘曲变形的影响权重，得到最小目标值对应的最优工艺组合。

利用最优组合对应的工艺参数，模拟试验验证了正交试验的有效性。

利用正交试验对该薄壁注塑件进行了工艺参数优化的可靠性验证。

关键词注射成型参数优化正交试验Moldflow随着科学水平的不断提高，人们对于传统工业有了更高的要求，一些新的方法被引用到这些行业中，其中CAE技术是目前各行业的大体趋势。

传统工业中，塑料以其应用范围广、质量轻的优点迅速成为一大行业。

面对现代塑料注塑件的品种繁多、结构复杂、精度高和生产周期短的要求，传统工业中注塑模具依靠设计人员的经验进行模具设计、反复修模和试模是无法满足的［1］。

采用计算机技术可对塑料模具进行辅助设计，通过CAE技术模拟成型质量，预知注塑件可能存在的缺陷并提出优化方案。

实际生产中，经常会遇到薄壁类注塑件，这类注塑件的长径比大，降低了其可见成型性，在成型过程中，常会出现壁厚不均匀、短射、翘曲变形和熔接痕等缺陷，不能很好地满足要求［2－3］。

笔者采用Moldflow软件对薄壁注塑件的注射成型过程进行模拟分析，预测填充时间、收缩值、锁模力和翘曲变形的位置和大小，在正交试验的基础上采用信噪比和方差分析提出并验证优化方案。

1注塑件成型过程模拟1．1注塑件概况图1所示为某充电器塑料外壳的三维几何模型和有限元模型。

该注塑件属于薄壁件，其长为95 mm，宽为45mm，高为13mm，厚度为1mm。

有限元模型经手动修改后的网格匹配率达到91．8%（＞90%），确保了CAE分析的可靠性。

由于三维模具中给出了特定的浇注系统和冷却系统，且为一模两腔，所以在Moldflow中通过手动建立浇注系统和冷却系统，最终的分析模型如图2所示。

注塑成型零件翘曲变形的解决方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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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..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..TPU注塑成型工艺TPU模塑成型工艺有多种方法：包括有注塑、吹塑、压缩成型、挤出成型等;其中以注塑最为常用..注塑的功能是将TPU加工成所要求的制件;分成预塑、注射和机出三个阶段的不连续过程..注射击机分柱塞式和螺杆式两种;推荐使用螺杆式注射机;因为它有提供均匀的速度、塑化和熔融.. 1、注射机的设计注射机料筒衬以铜铝合金;螺杆镀铬防止磨损..螺杆长径比L/D=16~20为好;至少15；压缩比2.5/1~3.0/1..给料段长度0.5L;压缩段0.3L;计量段0.2L..应将止逆环装在靠近螺杆顶端的地方;防止反流并保持最大压力.. 加工TPU宜用自流喷嘴;出口为倒锥形;喷嘴口径4mm以上;小于主流道套环入口0.68mm;喷嘴应装有可控加热带以防止材料凝固..从经济角度考虑;注射量应为额定量的40%~80%..螺杆转速20~50r/min..2、模具设计模具设计就注意以下几点：1模塑TPU制件的收缩率收缩受原料的硬度、制件的厚度、形状、成型温度和模具温度等模塑条件的影响..通常收缩率范围为0.005~0.020cm/cm..例如;100×10×2mm的长方形试片;在长度方向浇口;流动方向上收缩;硬度75A比60D大2～3倍..TPU硬度、制作厚度对收缩率的影响见图1..可见TPU硬度在78A～90A 之间时;制件收缩率随厚度增加而下降；硬度在95A～74D时制件收缩率随厚度增加而略有增加..2流道和冷料穴主流道是模具中连接注射机喷嘴至分流道或型腔的一段通道;直径应向内扩大;呈2o以上的角度;以便于流道赘物脱模..分流道是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道;在塑模上的排列应呈对称和等距分布..流道可为圆形、半圆形、长方形;直径以6~9mm为宜..流道表面必须像模腔一样抛光;以减少流动阻力;并提供较快的充模速度..冷料穴是设在主流道末端的一个空穴;用以捕集喷嘴端部两次注射之间所产生的冷料;从而防止分流道或浇口堵塞..冷料混入型腔;制品容易产生内应力..冷料穴直径8~10mm;深度约6mm..3浇口和排气口浇口是接通主流道或分流道与型腔的通道..其截面积通常小于流道;是流道系统中最小的部分;长度宜短..浇口形状为矩形或圆形;尺寸随制品厚度增中;制品厚度4mm以下;直径1mm；厚度4~8mm;直径1.4mm；厚度8mm 以上;直径为 2.0~2.7mm..浇口位置一般选在制品最厚的而又不影响外观和使用的地方;与模具壁成直角;以防止缩孔;避免旋纹..排气品是在模具中开设的一种槽形出气口;用以防止进入模具的熔料卷入气体;将型腔的气体排出模具..否则将会使制品带有气孔、熔接不良、充模不满;甚至因空气受压缩产生高温而将制品烧伤;制件产生内应力等..排气口可设在型腔内熔料流动的尽头或在塑模分型面上;为0.15mm深、6mm 宽的浇槽..必须注意模具温度尽量控制均匀;以免制件翘曲和扭变..3 模塑条件TPU最重要的模塑条件是影响塑化流动和冷却的温度、压力和时间..这些参数将影响TPU制件的外观和性能..良好的加工条件应能获得均匀的白色至米色的制件..1 温度模塑TPU过程需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度..前两种温度主要影响TPU的塑化和流动;后一种温度影响TPU的流动和冷却.. a．料筒温度料筒温度的选择与TPU的硬度有关..硬度高的TPU熔融温度高;料筒末端的最高温度亦高..加工TPU所用料筒温度范围是177~232℃..料筒温度的分布一般是从料斗一侧后端至喷嘴前端止;逐渐升高;以使TPU 温度平稳地上升达到均匀塑化的目的..b．喷嘴温度喷嘴温度通常略低于料筒的最高温度;以防止熔料在直通式喷嘴可能发生的流涎现象..如果为杜绝流涎而采用自锁式的喷嘴;则喷嘴温度亦可控制在料筒的最高温度范围内..c．模具温度模具温度对TPU制品内在性能和表观质量影响很大..它的高低决定于TPU的结晶性和制品的尺寸等许多因素..模具温度通常通过恒温的冷却介质如水来控制;TPU硬度高;结晶度高;模具温度亦高..例如Texin;硬度480A;模具温度20～30℃；硬度591A;模具温度30～50℃；硬度355D;模具温度40～65℃..TPU制品模具温度一般在10～60℃..模具温度低;熔料过早冻结而产生流线;并且不利于球晶的增长;使制品结晶度低;会出现后期结晶过程;从而引起制品的后收缩和性能的变化..b．压力注塑过程是压力包括塑化压力背压和注射压力..螺杆后退时;其顶部熔料所受到的压力即为背压;通过溢流阀来调节..增加背压会提高熔体温度;减低塑化速度;使熔体温度均匀;色料混合均匀;并排出熔体气体;但会延长成型周期..TPU的背压通常在0..3～4MPa..注射压力是螺杆顶部对TPU所施的压力;它的作用是克服TPU从料筒流向型腔的流动阻力;给熔料充模的速率;并对熔料压实..TPU流动阻力和充模速率与熔料粘度密切相关;而熔料粘度又与TPU硬度和熔料温度直接相关;即熔料粘度不仅决定于温度和压力;还决定于TPU硬度和形变速率..剪切速率越高粘度越低；剪切速率不变;TPU硬度越高粘度越大..在剪切速率不变的条件下;粘度随温度增加而下降;但在高剪切速率下;粘度受温度的影响不像低剪切速率那样大..TPU的注射压力一般为20~110MPa..保压压力大约为注射压力的一半;背压应在1..4MPa以下;以使TPU塑化均匀..c．时间完成一次注射过程所需的时间称为成型周期..成型周期包括充模时间、保压时间、冷却时间和其他时间开模、脱模、闭模等;直接影响劳动生产率和设备利用率..TPU的成型周期通常决定于硬度、制件厚度和构型;TPU硬度高周期短;塑件厚周期长;塑件构型复杂周期长;成型周期还与模具温度有关..TPU成型周期一般在20~60s之间..d．注射速度注射速度主要决定于TPU制品的构型..端面厚的制品需要较低的注射速度;端面薄则注射速度较快..e．螺杆转速加工TPU制品通常需要低剪切速率;因而以较低的螺杆转速为宜..TPU的螺杆转速一般为20~80r/min;则优选20~40r/min..4停机处理由于TPU高温下延长时间可能发生降解;故在关机后;应该用PS、PE、丙烯酸酯类塑料或ABS清洗；停机超过1小时;应该关闭加热..5制品后处理TPU由于在料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速率不同;常会产生不均匀的结晶、取向和收缩;因此致使制品存在内应力;这在厚壁制品或带有金属嵌件的制品中更为突出..存在内应力的制品在贮存和使用中常会发生力学性能下降;表面有银纹甚至变形开裂..生产中解决这些问题的方法是对制品进行退火处理..退火温度视TPU制品的硬度而定;硬度高的制品退火温度亦较高;硬度低温度亦低；温度过高可能使制品发生翘曲或变形;过低达不到消除内应力的目的..TPU的退火宜用低温长时间;硬度较低的制品室温放置数周即可达到最佳性能..硬度在邵尔A85以下退火80℃×20h;A85以上者100℃×20h即可..退火可在热风烘箱中进行;注意放置位置不要局部过热而使制品变形..退火不仅可以消除内应力;还可提高力学性能..由于TPU是两相形态;TPU 热加工期间发生相的混合;在迅速冷却时;由于TPU粘度高;相分离很慢;必须有足够的时间使其分离;形成微区;从而获得最佳性能..6镶嵌注塑为了满足装配和使用强度的需要;TPU制件内需嵌入金属嵌件..金属嵌件先放入模具内的预定位置;然后注射成一个整体的制品..有嵌件的TPU制品由于金属嵌件与TPU热性能和收缩率差别较大;导致嵌件与TPU粘接不牢..解决的办法是对金属嵌件进行预热处理;因为预热后嵌件减少了熔料的温度差;从而在注射过程中可使嵌件周围的熔料冷却较慢;收缩比较均匀;发生一定的热料补缩作用;防止嵌件周围产生过大的内应力..TPU镶嵌成型比较容易;嵌物形状不受限制;只要在嵌件脱脂后;将其在200～230℃加热处理1..5～2min;剥离强度可达6～9kg/25mm..欲获得更牢的粘接;可在嵌件上涂粘合剂;然后于120℃加热;再行注射..此外;应该注意所用的TPU不能含润滑剂..7回收料的再利用在TPU加工过程中;主流道、分流道、不合格的制品等废料;可以回收再利用..从实验结果看;100%回收料不掺合新料;力学性能下降也不太严重;完全可以利用;但为保持物理力学性能和注射条件在最佳水平;推荐回收料比例在25%~30%为好..应该注意的是回收料与新料的品种规格最好相同;已污染的或已退火的回收料避免使用;回收料不要贮存太久;最好马上造粒;干燥使用..回收料的熔融粘度一般要下降;成型条件要进行调整.. 8注射缺陷原因及处理缺陷产生原因解决办法缺陷产生原因解决办法气泡背压低增加背压毛边材料过热降低料筒温度材料潮湿彻底干燥注射压力太高降低注射压力螺杆转速太高降低螺杆转速模具紧固压力低提高紧固压力材料过热降低料筒温度制品粘模注射压力太高降低注射压力注射速度过快降低注射速度保压时间太长减少保压时间焦斑注射压力太高降低注射压力冷却不充分增加冷却时间或循环时间注射速度太快降低注射速度模温太高或太低调整模温材料过热降低料筒温度注射时间太长降低注射时间模具排气不当增加排气口模具表面镀铬或高改变模具表面降低材料潮湿彻底干燥度抛光回收料比率太大降低回收料比率熔融温度过高降低熔料温度熔融温度太高或太低调整熔融温度注料量不足给料不足调整给料浇口太小增加浇口尺寸过早凝固提高模具温度浇口接合区太长降低浇口接合区长度料筒温度太低提高料筒温度模具温度太低提高熔融温度注射压力太低增加注射压力麻孔气泡或缩皱纹注射压力太低增加注射压力注射时间短增加注射时间材料过热降低料筒温度喷嘴孔、流道或浇口;尺寸不足调整喷嘴、流道和浇口尺寸模具温度太低提高模具温度给料不足调整给料翘曲注射压力太低增加注浇口定位不当调整浇口位置材料过热降低料筒温度制品凹陷注射速度快降低注射速度模具温度太高降低模具温度注射时间短增加注射时间树脂缓冲过度降低树脂缓冲背压过高降低背压接合线注射压力、时间不足增加注射压力、时间注射压力低提高注射压力熔料温度低提高料筒温度合模压力不足提高合模压力浇口尺寸小、位置不当增加浇口尺寸;改变位置熔料温度高降低料筒温度表面线纹熔料温度太高降低料筒温度凹陷部位排气不良凹陷部位设排气口注射速度快降低注射速度螺杆打滑料斗进料部位故障排除进料部位障碍浇口尺寸过小加大浇口尺寸料筒后部温度过高降低该处温度材料干燥不足彻底干燥材料螺杆退后速度过快降低退后速度螺杆无法转动熔料温度低提高料筒温度料筒没有清洗净用其他树脂清洗料筒背压过高降低背压材料干燥不充分再行干燥材料材料欠润滑添加适当润滑剂材料颗粒过大降低颗粒尺寸材料未熔尽熔料温度低提高料筒温度喷嘴流料熔料温度过高降低料筒温度背压过低增加背压喷嘴温度过高降低喷嘴温度料斗下部过冷关闭料斗下部冷却系统背压过大降低背压成型周期太短增加成型周期主流道冷料断脱时间早延迟冷料断脱时间材料干燥不足彻底干燥材料。