▲ 中间收缩大于四周、产生马鞍形翘曲
3.2 沿产品厚度方向收缩不均匀
如果从一个塑胶件的厚度剖面上看,剖面上层和下层区域的收缩不均匀。这种收缩不一致会导致塑胶件翘曲,因为一侧收缩多而另一侧收缩小。
3.3 分子取向平行和垂直方向收缩不均匀
由于分子取向或纤维方向,在平行于和垂直于塑胶件溶流流动方向上存在收缩不均匀。如前文所述,无填充塑料在溶料流动方向上收缩更大,而玻纤增强塑料在垂直方向上收缩更大。
3.4 平面方向和厚度方向收缩不均匀
塑胶件通常在厚度方向比平面方向收缩更大,这主要是因为在平面方向有模具结构限制,而在厚度方向上没有。这种收缩不均匀会导致翘曲变形,特别是在塑胶件的角落处,在这些区域零件壁厚通常大于零件的基本壁厚。
4.为什么会产生收缩不均匀很显然,收缩不均匀是塑胶件发生翘曲变形的根本原因。那么,是什么造成收缩不均匀呢?这主要有五方面的原因。
4.1 充填时的分子取向
在充填之初,剪切压力使得塑料分子取向。当充填停止,塑胶溶料依然处在高温,剪切力消失,取向松弛(取向只有在剪切和固化同时发生时才会保持)。对于无定形塑料,当取向松弛时,平行于溶料流动方向上的收缩更大。而对于玻纤增强塑料,在垂直于溶料流动方向上的收缩更大,这是因为结晶部分的分子取向与溶流流动方向一致,结晶会发生在垂直于溶料流动方向上。
▲无填充塑料和增强塑料的分子取向
▲玻纤的取向 红色:与溶料流动方向一致 蓝色:垂直于溶料流动方向
4.2 模具结构限制
当塑胶件在模具中时,由于模具结构的限制,塑胶件不能在平面方向收缩,但是可以在厚度方向上收缩。这有两个效果。第一,在厚度方向上收缩更大;第二,残余内应力集聚在平面方向上,当顶出之后,由于没有模具结构的限制,随着塑胶件的继续冷却,应力释放造成翘曲变形。模具温度越高,冷却速度越慢,应力释放越多。
模具结构限制的影响受塑胶材料影响。应力释放较慢的塑胶材料,有更大的线性收缩;应力释放较快的塑胶材料,有更小的线性收缩;
4.3 壁厚方向上的温度差异
当塑胶件厚度方向上的两侧模温不一致时,两侧的收缩不均匀。一般来说,模温较高的一侧收缩较大,模具较低的一侧收缩较小,从而产生一个弯曲力矩导致塑胶件翘曲变形。
▲模温差异对收缩的影响