注塑成型缺陷解决手册——收缩与变形

第1章注塑成型工艺简介
1.1塑料材料简介001
1.2交互性基础001
1.3热学原理控制注塑成型004
1.3.1填充004
1.3.2保压006
1.3.3冷却007
参考文献008

第2章收缩与变形
2.1注塑收缩009
2.1.1确定收缩率011
2.1.2模制品内应力012
2.2变形013
2.2.1收缩不均匀的常见原因015
2.2.2减小变形的原理016
2.3后收缩018
参考文献019

第3章模制品变化的原因：产品设计
3.1壁厚设计020
3.2加强筋设计022
3.3柱位设计025
3.4合理的产品设计范例026
3.5其他设计考虑027
参考文献028

第4章模制品变化的原因：材料
4.1非结晶型材料和半结晶型材料029
4.1.1非结晶塑料030
4.1.2半结晶塑料032
4.2填充物、加强物、染色剂、时间和应力的影响034
4.2.1填充物和纤维加强物的影响035
4.2.2减少纤维增强材料的影响038
4.2.3着色剂的影响041
4.2.4时间和应力对尺寸稳定性的影响042
4.3收缩率预测：使用压力-体积-温度（PVT）关系043
4.3.1PVT系统特性045
4.3.2预测注塑收缩率050
4.3.3预测变形055
4.3.4收缩预测的精确性056
参考文献058

第5章模制品变化的原因：模具设计
5.1型腔尺寸和设计因素059
5.2浇口类型061
5.2.1针（点）式、隧道式浇口和潜浇口062
5.2.2侧浇口和直侧浇口063
5.2.3扇形浇口064
5.2.4薄膜浇口、圆盘浇口和环形浇口064
5.2.5护耳式浇口065
5.2.6多浇口065
5.3浇口位置067
5.3.1侧边进胶、一端进胶和中心进胶067
5.3.2决定浇口位置的因素070
5.4浇口尺寸073
5.5浇注系统设计074
5.6流道设计075
5.6.1多穴模具设计076
5.6.2顶出083
5.7模具冷却设计084
5.7.1冷却水道084
5.7.2角落效应088
5.7.3壁厚变化089
5.7.4无流道模具089
5.7.5滑块089
5.7.6排气090
5.8模具材料090
5.9立体平板打印的样品模或者其他类似模具091
5.10需要避免的陷阱092
参考文献092

第6章模制品变化的原因：工艺
6.1注塑成型条件094
6.2注塑融胶温度098
6.3注塑速度和注塑压力099
6.3.1注塑速度100
6.3.2注塑压力101
6.4保压压力和时间102
6.4.1保压压力102
6.4.2保压时间104
6.5模具温度106
6.5.1预测模具温度的影响106
6.5.2模具温度和收缩的关系108
6.5.3产品壁厚和收缩的关系108
6.6顶出温度109
6.7模制品内应力111
6.8其他注塑成型工艺112
6.8.1熔芯注塑成型112
6.8.2气体辅助成型112
参考文献114

第7章影响后收缩和变形的因素
7.1温度对尺寸的影响115
7.2湿度对尺寸的影响118
7.3蠕变122
参考文献123

第8章控制产品的后收缩和变形
8.1寻找真因124
8.2工艺考虑125
8.2.1融胶温度及其均匀性126
8.2.2模具温度及其均匀性126
8.2.3填充、补缩及保压压力127
8.2.4填充、补缩及保压时间128
8.2.5顶出时产品温度129
8.2.6锁模力129
8.2.7产品顶出后定型和退火129
8.2.8厚壁和缩水痕的特殊问题130
8.2.9注塑机射嘴131
8.2.10收缩过度或收缩不足132
8.2.11二次加工132
8.2.12品质控制133
8.3材料考虑134
8.3.1填料或者增强填充材料的添加比例136
8.3.2吸液程度136
8.3.3回收料136
8.4模具考虑136
8.4.1浇口位置136
8.4.2浇口类型和浇口尺寸137
8.4.3流道系统138
8.4.4模具冷却布置139
8.4.5模具公差139
8.4.6拔模斜度140
8.4.7顶出系统设计140
8.4.8模具的弹性变形141
8.4.9模具磨损143
8.4.10模具脏污143
8.4.11模具活动零件的位置偏移144
8.4.12齿轮产品的一些特殊问题144
8.5产品几何结构147
8.5.1产品整体尺寸147
8.5.2产品壁厚147
8.5.3收缩限制特征148
8.6控制变形150
参考文献153

第9章计算机辅助分析
9.1CAA的能力155
9.2CAA的局限158
9.3CAA软件选择160
9.4客户要求162
9.5管理工具165
9.6填充分析165
9.6.1平展或者用户自定义166
9.6.2中间面有限元分析166
9.6.3双层面有限元分析167
9.6.4实体有限元分析167
9.7补缩和保压仿真172
9.8收缩和变形仿真173
9.9冷却分析174
9.10成本分析175
9.11结论176
参考文献177

第10章案例分析
10.1壳体产品的意外收缩178
10.2变更材料引发的变形179
10.3热水器底座的蠕变181
10.4尺寸变大的热固性醇酸树脂产品181
10.5低劣的婴儿餐盘模具182
10.6婴儿餐盘模具困气问题184
10.7线圈转子变形185
10.8菊花字轮开裂187
10.9PVC产品毛边问题188
10.10聚碳酸酯（PC）开关产品失效190
10.11方形扑克筹码托盘——射胶量不足190
10.12方形扑克筹码的顶出问题191
10.13军用杯材料“收缩”192
10.14型芯偏移问题193
10.15升降机凹形块变形195
10.16活塞杆导向器脆化197
10.17瓶盖螺牙变形197
10.18塑料路标杆蠕变199
10.19玻璃纤维填充尼龙材料的过度收缩199
10.20避免薄壁盖子变形200
10.21印刷电路板失效200
10.22杯子的手柄填充不满201
10.23热流道漏胶202
参考文献204

第11章塑料材料数据库
11.1无填充材料206
11.2填充物的影响207
11.3收缩与不同参数的关系213
11.3.1注塑温度与收缩的关系213
11.3.2融胶温度与收缩的关系214
11.3.3模具温度与收缩的关系215
11.3.4密度与收缩的关系（聚乙烯PE）216
11.3.5保压压力与收缩的关系216
11.3.6产品壁厚与收缩的关系217
11.4吸水性曲线219
11.5压力-体积-温度曲线221
11.6模制圆盘的收缩与变形234
11.7角度变形236
11.8常用材料的一般收缩特性240
11.9各种材料的收缩特性245
11.9.1聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）（Crastin）（DuPont）245
11.9.2聚甲醛（POM）（Delrin）（DuPont）247
11.9.3聚碳酸酯（PC）250
11.9.4聚苯硫醚（PPS）（Fortron）251
11.9.5热塑性弹性体嵌段醚酯共聚物（TEEE）（Hytrel）（DuPont）253
11.9.6聚丙烯（PP）254
11.9.7聚对苯二甲酸乙二酯（PET）（Rynite）（DuPont）262
11.9.8聚醚酰亚胺（PEI）（Ultem）（GE Plastic）262
11.9.9液晶塑料（LCP）（Zenite）（DuPont）262
11.9.10聚酰胺（PA）（Zytel）（DuPont）264
参考文献269

附录A常用单位换算271

附录B常用名缩写和材料名272

附录C术语释义278