专业塑件成型翘曲分析
翘曲分析
注塑制品的翘曲变形分析一、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。
但并非浇口数目越多越好。
实验证明，按图c设计的浇口比图a的直浇口还差。
塑料件翘曲变形分析报告报告材料(总结材料)
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。
注塑制品翘曲变形原因分析
注塑制品翘曲变形原因分析注塑制品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。
●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；若改用多个点浇口或薄膜型浇口，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。
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。
但并非浇口数目越多越好。
实验证明，按图c设计的浇口比图a的直浇口还差。
另外，多浇口的使用还能使塑料的流动比（L／t）缩短，从而使模腔内物料密度更趋均匀，收缩更均匀。
塑料翘曲、弯曲和扭曲原因
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。
从模流分析，看塑胶件的翘曲原因和解决方案
从模流分析，看塑胶件的翘曲原因和解决方案
在各类塑胶齿轮的应用上，苏州维本工程塑料Wintone Z33耐磨静音齿轮专用工程塑料，可以帮助您解决以下问题：
1.POM和PA66齿轮噪音比较大，耐磨耐疲劳性不够的问题，以及POM齿轮易断齿的问题。
2.PA12和TPEE齿轮，太软扭矩太小，耐磨性不够，在60摄氏度以上时，扭力下降比较快。
3.POM和PA66齿轮的耐腐蚀性不够，POM齿轮和注塑功能件易磨损粉屑化的问题。
4.尼龙46齿轮的降噪性不够，尺寸受水份影响比较大。
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另外，Z63材料具有比PA66更优异的耐腐蚀性，Z63材料耐酸碱、耐盐、耐水解等各类化学溶剂，可以在海洋船舶、电镀槽等各种严苛的环境中工作。
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觉得学习太难了。
塑料制品的翘曲变形分析
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图文稿
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）。
塑料制品的翘曲变形
塑料制品的翘曲变形一. 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。
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產品規格及要求
A 處: 可進澆處
成型條件
塑膠材料：GE Plastics PC Lexan 920A 熔膠溫度：298.5 ℃ 水 溫：60 ℃ 充填時間： 7 秒 保壓時間：10 秒
原始設計流動波前圖
最佳化設計(Design Optimization)模組
1、澆口位置最佳化 （Gate Location Optimization） 2、流道尺寸最佳化 （Runner Size Optimization） 3、成形條件最佳化 （Process Condition Optimization）
原始設計 Original 水 壓 差 (k g/cm 2 ) pressure loss 幫浦馬力需求
原始冷卻管路設計
cavity side cooling channels
core side cooling channels
Flow Rate of Coolant - Original Design
管路內水流量 - 原始設計
flow rate (l/min)
Coolant Temperature - Original Design
Original Gas Channel Design
原始氣道設計
gas nozzle
gas channels
Gas Penetration - Original Design
氣體穿透 - 原始設計
gas permeation red color for solid
gas not enough
Cooling System - Original Design
各種一體成型的內鎖件 能增加薄殼的剛性。
A variety of molded-in interlocks can add stiffness to thin-wall housing designs.
Integrated Shrinkage and Warpage Analysis
總收縮變形 Process Induced Shrinkage and Warpage (Total Shrinkage and Warpage )
流長/壁厚比是否降低？
流動是否更平衡？Can flow be more balanced ?
Shall flow length/thickness ratio smaller ?
壓力分佈 (原始設計)
Pressure ( Original )
Max entrance pressure : 50.6 MPa
分析效益結論
不均衡冷卻 Unbalanced Cooling 檢查冷卻系統 Check Cooling System
冷卻孔道的尺寸、配置和串聯以及 冷卻迴路的溫度和流率 Size, layout & circuiting of channels and temperature & flow rate of coolant
C-MOLD Cooling & Warpage Analysis
on Gas-Assisted Injection molding part
在氣體輔助射出產品上之應用
C-MOLD 分析輸入資料
Inputs
4 4 4 4 4 4 4 材料 (resin) : PP 充填時間 (fill time) : 4.5 sec 保壓 (packing) : 3 sec 打氣時間 (gas injection) : 12 sec 氣壓 (gas pressure) : 最大 11 MPa 週期時間 (cycle time) : 46 sec 冷卻水溫 (coolant temp.) : 20 °C
管路內水溫 - 原始設計
Mold Temperature - Original Design
mold temp. (cavity side)
母模面溫度 - 原始設計
Mold Temperature - Original Design
mold temp. (core side)
公模面溫度 - 原始設計
Clamp force : 165.6 ton
Shrinkage & Warpage ( Original )
翹曲變形結果 (原始設計)
壓力分佈 (修正設計)
Pressure ( Revised )
Max entrance pressure : 43.8 MPa
Clamp force : 111.6 ton
筆記型電腦 Docking 後蓋
歐磊科技股份有限公司
OLE Technology Corporation
前 言
在射出成形的過程中，由於塑料密度的改變，造 成體積收縮。產品各處體積收縮的差異會形成殘留應 力，當殘留應力大於結構強度時，產品在脫模後就會 造成翹曲變形。 C-MOLD最佳化設計（Design Optimization）模組是 C-MOLD最新推出的模組。主要功能有澆口位置最佳 化、流道尺寸最佳化、成形條件最佳化。本文以一筆 記型電腦Docking後蓋為例，利用最佳化設計模組找出 最佳設計，與原始設計比對其變形量差異。
公母模面溫差 - 修正設計
Coolant Temperature - Revised Design
temp. rise reduced
管路內水溫 - 修正設計
Improvement in Cooling Design
表 二 . 冷 卻 管 路 改 善 表 ( Improvement in Cooling )
Shrinkage & Warpage Results of Original Design
不均衡冷卻 unbalanced cooling 總 process-induced
原始設計的收縮翹曲結果
Cooling Channel Design - Core Side
原始設計 Original 修正設計 Revised
最佳化設計 0.04 mm ~ - 0.11 mm
結 論
當產品的翹曲變形可以利用調整澆口位 置、流道配置以及改變成形參數等方式降 低到可接受的範圍時，冷卻設計可以單純 的僅就均衡冷卻來加以考慮。利用不均衡 冷卻使得現有的翹曲反向扳回，是削足適 履、似是而非的做法，因為如此生產的產 品品質並不穩定，豬羊變色的可能隨時存 在。
14.26 7.93 22.26
總合之變形 Total warpage
氣體穿透 - 修正設計
Gas Penetration - Revised Design
less permeation gas nozzle
Revised Cooling System Design - Cavity Side
2 circuits in parallel
1 r
Flexural Rigidity
= M EI
撓曲剛性
Where 1/r : 樑的曲率 curvature of the beam M : 彎曲力矩 bending moment E : 彈性模數 modulus of elasticity I : 斷面積對中立軸的慣性矩 moment of inertia of the cross- sectional area with respect to the neutral axis EI : 撓曲剛性 flexural rigidity
0.19 mm (- 44%)
原始水道設計
18 mm 44 mm
修正後之水道設計
44 mm 44 mm
原始冷卻設計造成 開模方向之變形量
修正後的冷卻設計造成 開模方向之變形量
原始設計與最佳化設計因冷卻設計 造成之翹曲量比較
冷卻設計造成開模方向之翹 曲變形量 原始設計
0.13 mm ~ 均勻收縮 non-uniform shrinkage
不均衡冷卻 unbalanced cooling
不均勻收縮 Non-Uniform Shrinkage 檢查充填系統 Check Filling System
模穴厚度和形狀、澆口數目和位置、流道尺寸和配置以及 融膠溫度、射壓和充填時間 Cavity thickness & shape, gate number & location, runner size & layout and melt temperature, pressure & fill time
修正冷卻管路設計 - 母模
Revised Cooling System Design - Core Side
3 circuits in parallel add more baffles
修正冷卻管路設計 - 公模
Temperature Difference - Revised Design
Temp. difference reduced
冷卻孔道是否均衡的配置在模穴的周圍 ?
Video Tape Cassette Case
錄影帶盒
Shrinkage & Warpage Results of Original Design
總 不均勻收縮 non-uniform shrinkage process-induced
原始設計的收縮翹曲結果
Can any cooling elements/devices be used to eliminate hot spots ? Shall the coolant flow more balanced ?
是否可以採用任何冷卻單元/裝置以消除熱點 ? 冷卻液流動是否平衡 ?
Are cooling channels erenly laid out around cavities ?
冷卻水道設計-公模部份
Cooling Channel Design - Cavity Side