【工艺】导致制品翘曲变形的三个因素

柴进

一、残余热应力对制品翘曲变形的影响
塑料熔体在成型过程中，由于取向、收缩的不均匀，导致内应力的不均匀，所以制品出模后，在不均匀内应力的作用下，发生翘曲变形。因此，从力学角度分析、计算制品的内应力和翘曲。在国外一些文献中，翘曲被看成是不均匀收缩产生的残余应力造成的。

在注塑成型冷却阶段，当温度高于玻璃化转变温度时，塑料是粘弹性流体，并伴有应力松弛现象：当温度低于玻璃化转变温度时，塑料变成固态。塑料在冷却过程中的这种液一固相转变和应力松弛，对准确预测制品残余应力和残余变形很有影响。冷却阶段塑料由液态变为固态的相转换和应力松弛行为。对未固化的区域，塑料呈现粘性行为，用粘性流体模型描述，对己固化的区域，塑料呈粘弹行为，用标准线性固体模型来描述，采用粘-弹相转换模型和二维有限单元法来预测热残余应力和相应的翘曲变形。

二、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。

三、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。

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