塑料翘曲、弯曲和扭曲原因
一般注塑制品的翘曲变形
一般注塑制品的翘曲变形分析文章免责声明：本贴子由会员冯小保发表,并不代表本论坛立场，如有侵权请及时通知管理员！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。
大型平板形塑件，如果只使用一个中心浇口或一个侧浇口，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;实验表明，浇口位置具很重要，但并非浇口数目越多越好。
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。
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．冷却系统的设计在注射过程中，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时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大，如图3所示，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。
注塑模具制品的翘曲、变形原因及解决方法
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。
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。
【干货分享】收缩与翘曲该如何解决？看这一篇就够了！（下）
【⼲货分享】收缩与翘曲该如何解决？看这⼀篇就够了！（下）3、翘曲翘曲(warpage)是塑件未按照设计的形状成形，却发⽣表⾯的扭曲，塑件翘曲导因于成形塑件的不均匀收缩。
假如整个塑件有均匀的收缩率，塑件变形就不会翘曲，⽽仅仅会缩⼩尺⼨；然⽽，由于分⼦链／纤维配向性、模具冷却、塑件设计、模具设计及成形条件等诸多因素的交互影响，要能达到低收缩或均匀收缩是⼀件⾮常复杂的⼯作。
塑件因收缩不均⽽产⽣翘曲，收缩率变化的原因包括：塑件内部温度不均匀。
塑件凝固时，沿着⾁厚⽅向的压⼒差异和冷却速率差异。
塑件尚未完全冷却就顶出，或是顶出销变形，倒勾太深，顶出⽅式不当，脱模斜度不当等因素都可能造成塑件翘曲。
塑件⾁厚变化导致冷却速率的差异。
塑件具有弯曲或不对称的⼏何形状。
塑件材料有、⽆添加填充料的差异。
流动⽅向和垂直于流动⽅向之分⼦链／纤维配向性差异，造成不同的收缩率。
保压压⼒的差异（例如浇⼝处过度保压，远离浇⼝处却保压不⾜）。
塑件材料添加填充料与否，会造成收缩的差异，如图9所⽰。
当塑件具有收缩差异，其⾁厚⽅向与流动⽅向产⽣不等向收缩，造成的内应⼒可能使塑件翘曲。
由于强化纤维使塑件的热收缩便⼩和模数变⼤，所以添加纤维的热塑性塑料可以抑制收缩，它沿着添加纤维的排列⽅向（通常是流动⽅向）之收缩⽐横向之收缩⼩。
同样地，添加粒状填充物的热塑性塑料⽐⽆添加物的塑料之收缩率⼩很多。
另⼀⽅⾯，假如⽆添加填充材料的塑件具有⾼度的分⼦链配向性，则为⾮等向性之收缩，它在分⼦链排列⽅向有⽐较⼤的收缩率。
液晶聚合物具有紧密规则排列的⾃我强化结构，其收缩倾向于⾮等向性。
图9 塑件添加填充料与否，造成不同⽅向的收缩率差异。
不均匀冷却以及塑件在公模、母模之间⾁厚⽅向的不对称冷却都会导致收缩差异，如图10所⽰。
材料从模壁到中⼼层发⽣不均⼀的冷却与收缩，结果会在顶出以后造成翘曲。
图10 塑件翘曲，导因于(a)不均匀冷却；和(b)不对称冷却。
塑件之收缩量随着⾁厚增加⽽增加。
翘曲及处理
翘曲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。
一．模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响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。
大型平板形塑件，如果只使用一个中心浇口或一个侧浇口，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;实验表明，浇口位置具很重要，但并非浇口数目越多越好。
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。
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．冷却系统的设计在注射过程中，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。
除了考虑塑件内外表面的温度趋于平衡外，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。
翘曲及处理
翘曲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.一．模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响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。
大型平板形塑件，如果只使用一个中心浇口或一个侧浇口，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;实验表明，浇口位置具很重要，但并非浇口数目越多越好.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。
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．冷却系统的设计在注射过程中，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.除了考虑塑件内外表面的温度趋于平衡外，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。
连接器常见问题-翘曲
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塑料：
1、流动性不佳 薄壳成形时，选择容易流动的塑胶是很自然的。但是容易流动的塑胶往往不够坚强，残余 应力即使得不很大，也有可能造成翘曲。选择塑胶应以容易流但不会溢料为准。可以参考材料 厂商的建议。CAE（如 C-MOLD）模拟可以验证提议的塑料能否将成形翘曲最小的制品。
操作员:
1、习惯不好 顶出的制品，操作员不照规定置放，就有可能产生翘曲。 平常应该不断的教育操作员，让大家了解保持良好成形操作习惯的重要性，认清成形循环 不一致可能造成的严重后果。 操作员的轮班休息应该合理，以免体力不继，精神不集中，而造成失误。 采用机器人等进行自动化是保持成形循环一致的一条路。
地址:广东省东莞市大朗镇富民中路 328 号盈丰大厦 8 楼 801 室 电话:+86-769-82236758 公司网址：
东莞德迅塑胶有限公司 5、停留时间不当 停留时间太短，融胶温度低，即使勉强将模穴填满，保压时还是无法将塑胶压实，冷却时 回旋空间太大，容易翘曲。 射料对料管料之比，应在 1/1.5 和 1/4 之间。 6、循环时间不当 当冷却时间太短时，塑胶尚软，若被顶出，在没有约束的状况下收缩，容易翘曲。冷却时 间须延长到塑胶定型到足够坚强为止；模穴是最好的 Fixture,提供最合身的约束。CAE（如 CMOLD）模拟，可以预测塑胶温度降到顶出温度所须要的冷却时间。照此冷却时间进行设定， 可以避免因循环时间太短而引起翘曲。 7、缓充不够 缓充不够时，模穴内的塑胶填压不足。塑胶在相对松退的情况下冷却，回旋空间太大，容 易翘曲。螺杆推到底后，至少停留原处 2 秒，以保持缓充，缓充最少要有 3mm 长。 模具 1、公、母模温差大 公母模温差大，因冷却产生的残余剪力对壁厚的中心面不对称，弯曲力矩大，容易翘曲。 更改冷却设计，减少公、母模温差，可以减少翘曲。CAE（如 C-MOLD）模拟，可以帮 助找出公、母模温最小的冷却设计。 2、模温太低 模温太低，残余剪切应力大，又没有足够的时间将残余应力释放，容易翘曲。提高模温， 可以减少翘曲。 模温可从材料厂商的建议值开始设定。每次调整的增量为 6C，射胶 10 次，成形情况稳 定后，根据结果，决定是否进一步调整。 CAE（如 C-MOLD）模拟可以验证不同模温的适切性。 3、模穴厚、薄差异太大 这和制品设计有关，薄的地方先冷，厚的地方后冷。厚薄差异大时，体积收缩率差异大， 残余应力大。当残余应力克服了零件的强度，就会产生翘曲。Shrinkage Fixture 或许可以治 标，但不能治本。因为 Fixture 无法消除残余应力。当制品移至高温或其他恶劣环境下，残余 应力会释放出来，翘曲还是有可能产生。治本之计是作好制品设计，使得制品厚度均一，冷却 时体积收缩率差异小，残余应力小，翘曲自然小。CAE（如 C-MOLD）模拟，可以找出残余 应力最小的制品设计。 4、浇口的数目或位置不当 无论浇口的数目或位置不当，都会使得流长太长，流阻太大，相应的射压也须提高，塑胶 分子被拉伸、压挤，机械应力强行加入，残余应力大，容易翘曲。浇口附近压力高，塑胶体积 收缩率小，最后充填处压力低，塑胶体积收缩率大，流长太长时，上下游塑胶体积收缩率差异 大，残余应力大，容易翘曲。参考材料厂商的建议，采用适当的流长厚度比。浇口位置的决 定，要遵循充填均衡的原则； 即各融胶波前到达模穴末端和形成熔合线的时间基本一致。充填应先厚后薄、先平后弯。 进浇应让融胶遭遇立即的阻挡以避免喷流。这样可以降低残余应力，减少翘曲。 以 CAE（如 C-MOLD）在电脑上对不同的浇口设计进行模拟分析，找出浇口的最佳数目和位置是聪明的作 法。 5、浇口(Sprue )、流道(Runner)或/和浇口(Gate)太小或/和太长 浇道、流道或/和浇口太小或/和太长，流阻提高，射压也须相应提高，塑胶分子被位伸、 压挤，机械应力强行加入，残余应力大，容易翘曲。以 CAE（如 C-MOLD）在电脑上对不同 的融胶传送系统（包括浇道、流道、浇口和模穴）的充填、保压、冷却和收缩弯曲进行模拟分 析，找出并选择翘曲最小的设计是有效的作法。 6、顶出不均
产品翘曲变形的原因
注塑过程产生翘曲的主要原因是由于高分子键在应力作用下发生内部位移所致。
变形大小
取决于制品刚度和收缩不均衡的程度。
可以从以下四个方面分析引起收缩不均衡的原因：
（1）模具温度分布不均匀
制品表面的两侧冷却速率不同导致制品厚度方向发生不对称的收缩，从而产生一个使制品
表面向冷却速率较低（模温较高）的一侧弯曲的净弯矩。
其中转角效应便是一个典型例子：
由制品拐角处收缩率不均匀引起的小翘曲，会扩展至制品壁和底部的长度方向并在壁面的中
部产生明显的翘曲。
（2）壁厚分布不均匀
假设其他条件相同，包括厚薄壁区冷却速率相同，那么薄壁区冻结层厚度所占比例要比厚
壁区大，收缩率较厚壁区低。
（3）压力分布不匀匀
充填压力和保压压力的不均匀分布造成，近浇口区在较高压力下冻结，产生较低收缩率，
远浇口区由于低压产生较高收缩率。
（4）取向效应产生的收缩率不均匀
聚合物分子链因沿流动方向拉伸取向会导致制品沿流动方向和垂直于流动方向发生不同的
收缩率。
靠近模壁的熔体会迅速冻结，分子保留拉伸状态；远离模壁的熔体层被冻结层隔离，因而温度较高，使得内层分子链由拉伸状态转成松弛状态，从而产生一个由外层取向较大至
芯部几乎没有取向的梯度，导致表层受拉而芯部受压的状态。
截面的净收缩率是各层冻结后
的收缩率总和。
沿流动方向的收缩率一般较大。
含有玻璃纤维的材料，因为取向在流动方向
的收缩率小于在垂直于流动方向的收缩率，更容易出现变形。
当产品出现了变形时，从以上四个方面分析，基本上就可以找出变形/翘曲的原因了。
塑胶产品成型缺陷及其对策
产品成型缺陷及其对策之答禄夫天创作•一、填充缺乏•二 .模腔划痕和擦伤•三、毛刺过大•四、缩孔•五、翘曲、弯曲和扭曲•六、开裂、裂纹、微裂和发白•七．熔接痕•八、波纹•九、银丝•十、烧伤•十一、黑色条纹•十二、晕色膜(发暗)、光泽欠安•十三、颜色不匀•十四、气泡和空洞•十五、透明度欠好•十六、混入异物•十七、嵌件镶嵌不良•十八、脱模不良•十九、冷料凹痕(蛇行纹)•二十、脆弱•二十一、层状剥离一 .填充缺乏一般情况下，填充缺乏是因塑料流动性缺乏，不克不及填充满整个型腔所造成的。
当然也不单纯是这个原因，造成填充缺乏还可能有多方面的原因。
这是对注射机的能力估计过高而发生的，由于塑化能力缺乏或者注射量缺乏也会发生。
其中，塑化能力缺乏可通过延长加热时间、增加螺杆转数、提高背压来提高塑化能力。
而注射量缺乏，如果不换成大注射量的机床就不克不及解决问题。
尽管成型机床的能力足够，这种缺陷是因浇口不服而发生的。
有时只是主浇道附近或者浇口粗而短的型腔可加工出合格制件，其余型腔的制件有缺陷。
达到浇口平衡即可消除这种缺陷，也就是加粗浇道直径，使流到浇道末端的压力降减小，同时加大离主浇道较远型腔的浇口。
如果，是由于型腔未完全闭合所致，这时就必须减少每次注射成型的数目。
如果塑料流动性欠安，未等流到型腔末端或者未流到溢料槽就已冷凝，因而往往造成填充缺乏。
为了消除这种缺陷可提高溶料温度，并在熔料冷凝前使熔料流到型腔末端，也可加快注射速度。
也就是说提高料筒温度、提高注射压力，加快注射速度，也可提高模具温度。
在这种场合，塑料良好的流动性特别重要，所以更换流动性好的塑料也是一种解决方法。
阻碍熔料流动的部位有喷嘴、主浇道、浇道、浇口和制件的薄壁处等。
采取如下方法可减小喷嘴流动阻力：加大喷嘴直径，提高喷嘴温度，使用流动阻力较小的喷嘴。
对于主浇道可增大其直径：对于浇道应防止采取流动阻力大的半圆形浇道，而采取圆形或梯形浇道，若增大直径则更好。
注塑件翘曲变形原因及对策分析
注塑件翘曲变形原因及对策分析注塑件翘曲变形是指注塑件的形状与模具型腔的形状不同，这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注塑生产者的关注与重视。
今天我们主要就注塑件翘曲变形在这和大家共同探讨。
首先我们要清楚注塑件翘曲变形是怎幺产生的。
注塑制品翘曲变形的直接原因在于塑件的不均匀收缩（收缩本身并不重要，重要的是收缩上的差异）塑料在注塑机炮筒塑化阶段，也就是塑料颗粒由玻璃态转化为粘流态时。
1.熔体温度在轴向、径向(相对螺杆而言)的温差会使塑料产生应力；2.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。
塑料在填充模具型腔阶段，也就是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、凝固的过程。
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。
1.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，使塑料在流动方向上的收缩率比垂直方向的收缩率大；2.模具温度偏低，导致接触模具表层的塑料与中心流动层之间的塑料冷却与收缩的不均匀也引起内应力的增大；3.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；4.由于产品各部位壁厚不同，而导致各处冷却速度及收缩的不均匀也使塑胶件发生翘曲变形塑料制品在顶出阶段，也就是指产品在外力作用下从模具上脱离的过程。
1.较高的脱模温度及塑胶件较低的硬度使产品受到顶出力时变形；，2.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；3.顶出杆的截面积太小，使塑胶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；4.大型深腔薄壁的塑件时，由于脱模阻力较大，顶出时变形。
塑料本身的物性也会引起注塑件的翘曲变形。
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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。
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或一个侧浇口，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。 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。但并非浇口数目越多越好。
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。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．冷却系统的设计
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。
除了考虑塑件内外表面的温度趋于平衡外，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2m。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，减少冷却回路的长度，即减
少模具的温差，从而保证塑件均匀冷却，
3．顶出系统的设计
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。
用软质塑料来生产大型深腔薄壁的塑件时，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式顶出方式，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。
三、塑化阶段对制品翘曲变形的影响
塑化阶段即玻璃态的料粒转化为粘流态，提供充模所需的熔体。在这个过程
中，聚合物的温度在轴向、径向(相对螺杆而言)的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、充模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、凝固的
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。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。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。一般均匀收缩
只引起塑料件体积上的变化，只有不均匀收缩才会引起翘曲变形。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率与其收缩的异向性叠加后导致结晶型塑料件
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，
模具设计者可以借助于注塑CAE软件进行分析和预测。
八、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
以及注射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机理的研究必须综合考虑整个成型过程和材料性能等多方
面的因素。