收縮是塑料加工商們面臨的大敵，特別是對(duì)于表面質(zhì)量要求較高的大型塑料制品遏片，收縮更是一個(gè)頑疾弯棠。因此人們開發(fā)了各種技術(shù)，以最大限度地減少收縮搜计，提高產(chǎn)品質(zhì)量宋旭。 

　　在注塑塑料部件較厚位置，如筋肋或突起處形成的收縮要比鄰近位置更嚴(yán)重杉藐，這是由于較厚區(qū)域的冷卻速度要比周圍區(qū)域慢得多枯橱。冷卻速度不同導(dǎo)致連接面處形成凹陷，即為人們所熟悉的收縮痕攒置。這種缺陷嚴(yán)重限制了塑料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和成型粹岁，尤其是大型厚壁制品如電視機(jī)的斜面機(jī)殼和顯示器外殼等。事實(shí)上尖坦，對(duì)于日用電器這一類要求嚴(yán)格的產(chǎn)品上必須消除收縮痕骂领，而對(duì)于玩具等一些表面質(zhì)量要求不高的產(chǎn)品允許有收縮痕的存在。

　　形成收縮痕的原因可能有一個(gè)或多個(gè)装屈，包括加工方法怒晕、部件幾何形狀、材料的選擇以及模具設(shè)計(jì)等路学。其中幾何形狀和材料選擇通常由原材料供應(yīng)商決定嚼吞，且不太容易改變。但是模具制造商方面還有很多關(guān)于模具設(shè)計(jì)的因素可能影響到收縮蹬碧。冷卻流道設(shè)計(jì)誊薄、澆口類型、澆口尺寸可能產(chǎn)生多種效果锰茉。例如呢蔫，小澆口如管式澆口比錐形的澆口冷卻得快得多。澆口處過早冷卻會(huì)減少型腔內(nèi)的填充時(shí)間飒筑，從而增加收縮痕產(chǎn)生的幾率片吊。對(duì)于成型工人，調(diào)整加工條件是解決收縮問題的一種方法协屡。填充壓力和時(shí)間顯著影響收縮俏脊。部件填充后，多余的材料繼續(xù)填充到型腔中補(bǔ)償材料的收縮肤晓。填充階段太短將會(huì)導(dǎo)致收縮加劇爷贫，最終會(huì)產(chǎn)生較多或較大的收縮痕。這種方法本身也許并不能將收縮痕減少到滿意的水平补憾，但是成型工人可以調(diào)整填充條件改善收縮痕惯篇。

　　還有一種方法是修改模具，有一種簡(jiǎn)單的解決方法就是修改常規(guī)的型芯孔，但是并不能指望這一方法適用于所有的樹脂辱囤。另外炸一，氣體輔助方法同樣值得一試。

　　柱牢介、氣體和泡沫GE聚合物加工研究中心(PPDC)進(jìn)行了一項(xiàng)12個(gè)月的研究校槐，來評(píng)估8種不同的旨在減少收縮痕的方法。這些技術(shù)代表了減少收縮痕的一些最新思路泳厌。這些方法可以分為兩類：一類可以稱為取代材料法另焕，另一類為去除熱量法。取代材料法是通過增加或減少可能收縮區(qū)域的材料用量來減少收縮痕起驱。去除熱量法旨在快速地將可能產(chǎn)生收縮的區(qū)域的熱量去除惦鄙，從而減少較薄區(qū)域和較厚區(qū)域產(chǎn)生的冷卻不均的可能性。

　　在本次研究中喝赎，共評(píng)估了5種取代材料法：伸出式凸柱、圓頭凸柱赡模、帶彈簧凸柱田炭、氣體輔助成型和化學(xué)發(fā)泡。三種去除熱量法：鈹-銅凸柱漓柑、鈹-銅嵌件以及特殊設(shè)計(jì)的熱活動(dòng)凸柱教硫。評(píng)估的對(duì)象是待試部件中產(chǎn)生的收縮痕的數(shù)量，待試部件為帶有三角形凸起的制品辆布。所有方法比較的標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)工具——不銹鋼凸柱瞬矩。該測(cè)試工具能產(chǎn)生壁厚為2.5mm的圓盤，凸柱高為22.25mm锋玲，直徑為4.5mm景用，壁厚為1.9mm，在底盤上有2mm的三角鐵惭蹂。

　　該研究所用的成型設(shè)備為350t的水平觸動(dòng)液壓機(jī)伞插，材料為日用電子產(chǎn)品中常用的材料，也是收縮問題嚴(yán)重的材料盾碗，即GE的PC/ABS媚污、Cycoloy CU6800和PPE/PS、Noryl PX5622廷雅。這兩種材料的加工范圍均在產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)建議范圍的中間點(diǎn)皿掂。如果收縮痕處于最小狀態(tài)，可以下調(diào)填充量來引發(fā)更多收縮痕唆逻，以方便度量并與經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行比較般供。盡管收縮痕通常都是通過肉眼來觀察的，但是這些試驗(yàn)采用了一種機(jī)器對(duì)收縮痕的深度進(jìn)行了定量測(cè)量。

　　試驗(yàn)內(nèi)容

　　試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)之一是伸出式凸柱纠徘，即標(biāo)準(zhǔn)凸柱伸出進(jìn)入凸柱底部的壁里君博，從而減小壁厚并補(bǔ)償凸柱中多余材料造成的效果。試驗(yàn)中采用了兩種伸出深度暴雕，分別為壁厚的25%和50%慧贩。另外一個(gè)試驗(yàn)采用了一種圓頭而不是尖頭的凸柱。這個(gè)方法不是去除凸柱區(qū)域的材料豫鞭，而是使得各區(qū)域的過渡更加連貫抡悼。還有一種方法在頂出板和凸柱之間使用彈簧。彈簧使得部件冷卻后凸柱底下的材料仍處于壓力狀態(tài)鬓预，以使材料獲得補(bǔ)償收縮的效果篮烈。結(jié)果會(huì)受到彈簧初始?jí)毫σ约皬椈伞皠傂浴钡挠绊懀囼?yàn)評(píng)估了這兩種因素的影響购岗。使用了兩種不同剛度的彈簧汰聋，對(duì)每種剛度的彈簧都施加了多種不同的初始?jí)毫Α?nbsp;

　　化學(xué)發(fā)泡劑也在本次試驗(yàn)的評(píng)估內(nèi)容里，因?yàn)榛瘜W(xué)發(fā)泡劑的優(yōu)勢(shì)在于不用對(duì)工具進(jìn)行任何改變喊积。該方法的理論依據(jù)是在較厚的區(qū)域也就是最可能產(chǎn)生收縮的區(qū)域發(fā)泡烹困，發(fā)泡過程會(huì)產(chǎn)生足夠的局部壓力以阻止收縮。當(dāng)然乾吻，在發(fā)泡過程中只能使用少量(0.25%)的發(fā)泡劑(Safoam RPC-40)髓梅，以免形成裂紋損傷部件表面。 

　　通過加工過的凸柱注射氮?dú)鈦碓囼?yàn)氣體輔助成型绎签，氮?dú)庠谕ǔＨ菀壮霈F(xiàn)收縮的區(qū)域形成氣泡枯饿，這樣就可以去除該區(qū)域的材料用氣泡里的氣體來填充該區(qū)域。 

　　為了實(shí)現(xiàn)熱量快速轉(zhuǎn)移诡必，使用了一種由鈹-銅構(gòu)成的凸柱奢方，熱傳導(dǎo)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過不銹鋼材料。該技術(shù)同樣要求凸柱的后端與巨大的熱池連接爸舒，使得熱量能夠完全從凸柱的區(qū)域去除袱巨。該方法的另一種方式是利用標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼凸柱但是在凸柱周圍區(qū)域安裝鈹-銅的插件。這就要求對(duì)模具型腔進(jìn)行充分的修改逊床，在該區(qū)域加工出一個(gè)小槽安裝筋肋/凸柱結(jié)構(gòu)遥喘。筋肋/凸柱結(jié)構(gòu)加工成獨(dú)立的鈹-銅型腔插件，安裝在小槽里蚪库。熱傳導(dǎo)速率高的插件會(huì)將凸柱區(qū)域的熱量完全吸收并導(dǎo)入到工具中纯殖。前兩種方法采用的是被動(dòng)的熱去除方法，“熱活動(dòng)凸柱”包含了一種流體將熱區(qū)域的熱量帶走并分散到冷卻裝置人杜。 

　　結(jié)果的比較 

　　采用PC/ABS材料時(shí)动荚，五個(gè)試驗(yàn)方法產(chǎn)生的收縮比標(biāo)準(zhǔn)凸柱產(chǎn)生的收縮少坷疙。所有的去除熱量的方法效果很好，取代材料的方法中只有加載彈簧的凸柱的方法比標(biāo)準(zhǔn)凸柱效果好悉通，而彈簧的預(yù)加載壓力對(duì)性能的影響尤為突出涕肪。氣體輔助方法的結(jié)果不是決定性的：使用該種模具和材料，由于制品壁太薄滤填，熔融-冷卻速度太快锌烫，從而氣體滲透很難保持一致。發(fā)泡試驗(yàn)也沒有決定性的影響认扼。部件表面明顯的裂紋表明啸盏，在本方法還不能與其他方法相提并論之前，應(yīng)該減少發(fā)泡劑的數(shù)量骑祟。

　　使用PPE/PS樹脂時(shí)回懦，加載彈簧的凸柱同樣表現(xiàn)出色。其他三種取代材料方法次企，包括伸出式凸柱法和氣體輔助成型法效果也比標(biāo)準(zhǔn)凸柱的效果好怯晕。對(duì)于去除熱量法，只有鈹-銅凸柱方法比標(biāo)準(zhǔn)凸柱方法的效果好缸棵。

　　而圓頭凸柱方法對(duì)于兩種材料的效果都不好舟茶。意外的是伸出式凸柱方法對(duì)于PC/ABS材料而言效果很不好，而二十年來蛉谜，伸出式凸柱一直是推薦的方法稚晚。這些試驗(yàn)結(jié)果表明這些方法對(duì)于不同材料而言效果并不是相同的崇堵。

　　最有趣的結(jié)果還是來自加載彈簧式凸柱的方法型诚。對(duì)于兩種材料而言，適當(dāng)使用彈簧的預(yù)壓力鸳劳，制品收縮性均得到了50%的改善狰贯。彈簧鋼性的影響似乎不如彈簧預(yù)壓力的影響大。預(yù)壓力過小念澜，塑料熔體將凸柱的背端推得太遠(yuǎn)吼闽，導(dǎo)致凸柱區(qū)域太多材料滯留，從而導(dǎo)致收縮禾样。彈簧預(yù)壓力過大驱香，在熔體的壓力下不會(huì)被壓縮，效果和標(biāo)準(zhǔn)凸柱一樣怨瑰。測(cè)量筋肋結(jié)構(gòu)附近的收縮痕時(shí)示奉，彈簧加載方法還顯示了驚人的結(jié)果。盡管該方法旨在將凸柱附近的收縮最小化惨琼，加工PPE/PS材料時(shí)皇铝，相連的筋肋結(jié)構(gòu)處的收縮也得到了驚人的改善页函。可能是凸柱壓縮時(shí)有效地將材料填充進(jìn)筋肋結(jié)構(gòu)锡胡，從而減少了收縮庭四。

　　不管結(jié)果如何，人們也不應(yīng)就此低估氣體輔助成型方法和化學(xué)發(fā)泡劑方法绘雁。對(duì)于氣體輔助成型橡疼，模具沒有得到優(yōu)化，有望在較大尺寸部件中起到很好的效果咧七，因?yàn)樗芨采w的區(qū)域比加載彈簧凸柱覆蓋的范圍更大衰齐。而且，如前所述继阻，這些試驗(yàn)中發(fā)泡劑的配方也沒有得到優(yōu)化耻涛。

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