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        翹曲變形是薄殼塑料件注塑成型中的常見缺陷之一，因?yàn)樯婕暗綄?duì)翹曲變形量的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，而不同材料、不同形狀的注塑件的翹曲變形規(guī)律差別很大。當(dāng)翹曲變形量超過允許誤差后，就成為成形缺陷，進(jìn)而影響產(chǎn)品裝配。

        ◆模具澆口

        注塑模具澆口的位置、形式和澆口的數(shù)量將影響塑料在模具型腔內(nèi)的填充狀態(tài)，從而導(dǎo)致塑件產(chǎn)生變形。

        流動(dòng)距離越長，由凍結(jié)層與中心流動(dòng)層之間流動(dòng)和補(bǔ)縮引起的內(nèi)應(yīng)力越大；反之，流動(dòng)距離越短，從澆口到制件流動(dòng)末端的流動(dòng)時(shí)間越短，充模時(shí)凍結(jié)層厚度減薄，內(nèi)應(yīng)力降低，翹曲變形也會(huì)因此大為減少。

        如果只使用一個(gè)中心澆口或一個(gè)側(cè)澆口，因直徑方向上的收縮率大于圓周方向上的收縮率，成型后的塑件會(huì)產(chǎn)生扭曲變形；若改用多個(gè)點(diǎn)澆口則可有效地防止翹曲變形。

         ◆模具溫度

        模具溫度對(duì)制品的內(nèi)在性能和表觀質(zhì)量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料結(jié)晶性的有無、制品的尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求，以及其它工藝條件（熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等）

        ◆壓力控制

        注塑過程中壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，并直接影響塑料的塑化和制品質(zhì)量 用實(shí)驗(yàn)方法研究塑料制品的翹曲變形主要體現(xiàn)在研究材料性質(zhì)、產(chǎn)品的幾何形狀和大小、注塑成型工藝條件等對(duì)制品翹曲變形的影響。早通過設(shè)計(jì)大量的實(shí)驗(yàn)，獲取澆口幾何形狀、保壓參數(shù)（保壓壓力和保壓時(shí)間）和模具的彈性對(duì)制品最終尺寸的影響。

        ◆射膠速度

        流體表面的速度應(yīng)該是常數(shù)。應(yīng)采用快速射膠防止射膠過程中熔體凍結(jié)。射膠速度設(shè)置應(yīng)考慮到在臨界區(qū)域（如流道）快速充填的同時(shí)在入水口位減慢速度。射膠速度應(yīng)該保證模腔填滿后立即停止以防止出現(xiàn)過填充、飛邊及殘余應(yīng)力。

        ◆多級(jí)注塑

        由于制品的型腔較深而壁又較薄，使模具型腔形成長而窄的流道，熔體流經(jīng)這個(gè)部位時(shí)必須很快地通過，否則易冷卻凝固，會(huì)導(dǎo)致充不滿模腔的危險(xiǎn)，在此應(yīng)設(shè)定高速注射。但是高速注射會(huì)給熔體帶來很大的動(dòng)能，熔體流到底時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的慣性沖擊，導(dǎo)致能量損失和溢邊現(xiàn)象，這時(shí)須使熔體減緩流速，降低充模壓力而要維持通常所說的保壓壓力（二次壓力，后續(xù)壓力）使熔體在澆口凝固之前向模腔內(nèi)補(bǔ)充熔體的收縮，這就對(duì)注塑過程提出多級(jí)注射速度與壓力的要求。

        ◆收縮率

        由于翹曲變形與不均勻收縮有關(guān)，從研究不同塑料在不同工藝條件下的收縮行為入手，來分析收縮與制品翹曲的關(guān)系。在注塑流動(dòng)、保壓、冷卻模擬的基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)和線性回歸方法，提出了預(yù)測(cè)注塑制品收縮的模型，在收縮預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)分析模擬程序計(jì)算出制品的變形。

        用高收縮率的材料很難獲得尺寸精度高的制品，力求高精度，應(yīng)盡量應(yīng)用非晶態(tài)樹脂和各方向收縮一致的樹脂。很多材料在改變流動(dòng)速度、保壓壓力、保壓時(shí)間、模具溫度、充模時(shí)間、制品厚度等參數(shù)的條件下，測(cè)出制品的收縮。

        ◆冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        在注射過程中，塑件冷卻速度的不均勻也將形成塑件收縮的不均勻，這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使塑件發(fā)生翹曲。

        如果在注射成型平板形塑件時(shí)所用的模具型腔、型芯的溫度相差過大，由于貼近冷模腔面的熔體很快冷卻下來，而貼近熱模腔面的料層則會(huì)繼續(xù)收縮，收縮的不均勻?qū)⑹顾芗N曲。因此，注塑模的冷卻應(yīng)當(dāng)注意型腔、型芯的溫度趨于平衡，兩者的溫差不能太大。

        除了考慮塑件內(nèi)外表面的溫度趨于平衡外，還應(yīng)考慮塑件各側(cè)的溫度一致，即模具冷卻時(shí)要盡量保持型腔、型芯各處溫度均勻一致，使塑件各處的冷卻速度均衡，從而使各處的收縮更趨均勻，有效地防止變形的產(chǎn)生。因此，模具上冷卻水孔的布置至關(guān)重要。在管壁至型腔表面距離確定后，應(yīng)盡可能使冷卻水孔之間的距離小，才能保證型腔壁的溫度均勻一致。

        同時(shí)，由于冷卻介質(zhì)的溫度隨冷卻水道長度的增加而上升，使模具的型腔、型芯沿水道產(chǎn)生溫差。因此，要求每個(gè)冷卻回路的水道長度小于2m。在大型模具中應(yīng)設(shè)置數(shù)條冷卻回路，一條回路的進(jìn)口位于另一條回路的出口附近。對(duì)于長條形塑件，應(yīng)采用冷卻回路，減少冷卻回路的長度，即減少模具的溫差，從而保證塑件均勻冷卻.

        ◆頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也直接影響塑件的變形，如果頂出系統(tǒng)布置不平衡，將造成頂出力的不平衡而使塑件變形。因此，在設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)時(shí)應(yīng)力求與脫模阻力相平衡。

        另外，頂出桿的截面積不能太小，以防塑件單位面積受力過大（尤其在脫模溫度太高時(shí)）而使塑件產(chǎn)生變形。頂桿的布置應(yīng)盡量靠近脫模阻力大的部位。在不影響塑件質(zhì)量（包括使用要求、尺寸精度與外觀等）的前提下，應(yīng)盡可能多設(shè)頂桿以減少塑件的總體變形。

        用軟質(zhì)塑料來生產(chǎn)大型深腔薄壁的塑件時(shí)，由于脫模阻力較大，而材料又較軟，如果完全采用單一的機(jī)械式頂出方式，將使塑件產(chǎn)生變形，甚至頂穿或產(chǎn)生折疊而造成塑件報(bào)廢，如改用多元件聯(lián)合或氣（液）壓與機(jī)械式頂出相結(jié)合的方式效果會(huì)更好。

        ◆殘余熱應(yīng)力

        在注射成型過程中，殘余熱應(yīng)力是引起翹曲變形的一個(gè)重要因素，而且對(duì)注塑制品的質(zhì)量有較大的影響。由于殘余熱應(yīng)力對(duì)制品翹曲變形的影響非常復(fù)雜，模具設(shè)計(jì)者可以借助于注塑CAE軟件進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

        塑料熔體在成型過程中，由于取向、收縮的不均勻，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的不均勻，所以制品出模后，在不均勻內(nèi)應(yīng)力的作用下，發(fā)生翹曲變形。因此，許多學(xué)者從力學(xué)角度分析、計(jì)算制品的內(nèi)應(yīng)力和翹曲。在國外一些文獻(xiàn)中，翹曲被看成是不均勻收縮產(chǎn)生的殘余應(yīng)力造成的。

        ◆注塑成型冷卻階段

        在注塑成型冷卻階段，當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，塑料是粘彈性流體，并伴有應(yīng)力松弛現(xiàn)象：當(dāng)溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，塑料變成固態(tài)。塑料在冷卻過程中的這種液一固相轉(zhuǎn)變和應(yīng)力松弛，對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)制品殘余應(yīng)力和殘余變形很有影響。冷卻階段塑料由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的相轉(zhuǎn)換和應(yīng)力松弛行為。對(duì)未固化的區(qū)域，塑料呈現(xiàn)粘性行為，用粘性流體模型描述，對(duì)己固化的區(qū)域，塑料呈粘彈行為，用標(biāo)準(zhǔn)線性固體模型來描述，采用粘-彈相轉(zhuǎn)換模型和二維有限單元法來預(yù)測(cè)熱殘余應(yīng)力和相應(yīng)的翹曲變形。

        ◆塑化階段

        塑化階段即玻璃態(tài)的料粒轉(zhuǎn)化為粘流態(tài)，提供充模所需的熔體。在這個(gè)過程中，聚合物的溫度在軸向、徑向（相對(duì)螺桿而言）的溫差會(huì)使塑料產(chǎn)生應(yīng)力；另外，注射機(jī)的注射壓力、速率等參數(shù)會(huì)極大地影響充填時(shí)分子的取向程度，進(jìn)而引起翹曲變形。

        注射的初期使用低速，模腔充填時(shí)使用高速，充填接近終了時(shí)再使用低速注射的方法。通過注射速度的控制和調(diào)整，可以防止和改善制品外觀如毛邊、噴射痕、銀條或焦痕等各種不良現(xiàn)象。

        多級(jí)注射控制程序可以根據(jù)流道的結(jié)構(gòu)、澆口的形式及注塑件結(jié)構(gòu)的不同，來合理設(shè)定多段注射壓力、注射速度、保壓壓力和熔膠方式，有利于提高塑化效果、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低不良率及延長模具/機(jī)器壽命。通過多級(jí)程序控制注塑成型機(jī)的油壓、螺桿位置、螺桿轉(zhuǎn)速，能謀求改善成型件的外觀不良，改善縮水、翹曲和毛邊的對(duì)應(yīng)措施，減少各模每次注射成型件的尺寸不均。

        ◆充模及冷卻階段

        熔融態(tài)的塑料在注射壓力的作用下，充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻、凝固的過程是注射成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中，溫度、壓力、速度三者相互耦合作用，對(duì)塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有極大的影響。

        較高的壓力和流速會(huì)產(chǎn)生高剪切速率，從而引起平行于流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向的分子取向的差異，同時(shí)產(chǎn)生“凍結(jié)效應(yīng)”。“凍結(jié)效應(yīng)”將產(chǎn)生凍結(jié)應(yīng)力，形成塑件的內(nèi)應(yīng)力。溫度對(duì)翹曲變形的影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

        1.塑件上、下表面溫差會(huì)引起熱應(yīng)力和熱變形；

        2.塑件不同區(qū)域之間的溫度差將引起不同區(qū)域間的不均勻收縮；

        3.不同的溫度狀態(tài)會(huì)影響塑料件的收縮率。

        ◆脫模階段

        注塑件在脫離型腔并冷卻至室溫的過程中多為玻璃態(tài)聚合物。脫模力不平衡、推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)或脫模頂出面積不當(dāng)很容易使制品變形。同時(shí)，在充模和冷卻階段凍結(jié)在塑件內(nèi)的應(yīng)力由于失去外界的約束，將會(huì)以變形的形式釋放出來，從而導(dǎo)致翹曲變形。

        真三維方法來計(jì)算殘余應(yīng)力和最終形狀（收縮和翹曲），考慮保壓階段的影響，將制品分成三層，由三維網(wǎng)格來分析殘余應(yīng)力和變形，提出了在保壓階段以后所引起的殘余應(yīng)力和變形的數(shù)值模擬模型。

        熱粘彈模型（包含體積松弛）其采用的有限單元法是基于由平面單元集合而成的殼層理論，該理論正適用于形狀復(fù)雜的薄壁注塑制品。

        翹曲變形分析大都采用定性分析，從制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及注塑工藝條件等方面采取措施，盡量避免發(fā)生大的翹曲變形。