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1、翘曲与变形问题探讨与解决方式,主讲人：陈介聪2014.7.10,凯华公司内部训练教材,1,课堂使用,目录：一、变形、翘曲的发生原因P2P5;二、变形的对策：设计补强P6P11;三、变形的对策：进料口位置选定P12P19；四、结论P20。,1/,2,课堂使用,2/,一、变形、翘曲、吸漆的原因,要因,项目,3,课堂使用,3/,一、弯曲变形原因,一、L形弯曲变形的原因如左图型腔与型芯的冷却面积不同，热容量不同，使成形品的转角部中心发生冷却较慢，体积收缩时往内侧拉。（拉力与轴间距离偏位而发生弯曲力矩）如图的点线。二、在箱形产品的4个角落8个位置也会有内弯变形的现象。,4,课堂使用,4/,一、弯曲的原因
2、：因冷却造成收缩差异,翹曲是成品各部份不同的收縮造成，例如充填時，模穴內某一部份過度充填，另一部份則充填不足，那成品將由於這兩部份的不同收縮，產生翹曲。產生翹曲的因素如下：(一)冷卻時間假如澆口鄰近部份的冷卻時間比邊緣部份長，成品會因為不同的冷卻而發生翹曲。另外一些會造成冷卻時間變異的因素可能是摩擦產生的熱量或不當的冷卻設計，因為在澆口位置必須抽取出去的熱量遠較邊緣部份多，冷卻系統設計必須能達到這個要求，因此雙迴路冷卻系統可能比較適用。(二)公模與母模的冷卻心子與模穴的冷卻系統設計必須格外仔細，因為模穴很容易冷卻，但是穩定的冷卻心子，特別在心子的邊角部份，卻非常困難，假如心子邊角部份的溫度比模
3、穴的溫度高，會產生不同的冷卻效果，成品將會往邊角內部的方向翹曲。(上圖及中圖) 假如採用結晶性材料為充填原料，增加成品邊緣的冷卻較容易，這種方式非常有用，但是必須確定不會產生賽馬場效應，如圖25。,5,课堂使用,5/,一、箱形物的变形,成型品的變形是型狀上因成型收縮而發生的殘留應變， 因成型條件而發生的殘留應力(過量填充、 塑膠材料溫度、 模具溫度、 射出壓力等引起)，離模時發生的殘留應力等的影響而發生的變形，亦即與龜裂發生的原因相同。使用較硬的材料時，雖有殘留應力存在，但也不會有很大的變形，PE 、PP等有可撓性，因縮收率大較易變形。,6,课堂使用,6/,二、弯曲变形的对策：补强产品的设计方
4、式,产品设计阶段利用塑胶设计补强手法，可以降低变形程度。例如：加R角分散应力，加凸缘或rib补强平面改段差面等。,7,课堂使用,7/,二、弯曲变形的对策：补强产品的设计方式,筋位设计,适当壁厚设计,平均壁厚设计,上图是杜邦、奇异公司的参考例。利用rib feange 补强刚性不足部位。,8,课堂使用,8/,二、弯曲变形的对策：平均壁厚设计方式,如左图是杜邦公司的参考例；不均的产品壁厚将使壁厚较厚部位冷却慢，而有拉力产生造成刚性弱的部位变形。,9,课堂使用,9/,二、L行产品变形对策：减胶避免慢速冷却的收缩影响,一、左图是subaru 车码表盖，因冷却收缩变形而无法符合检具要求。二、对策：型芯壁
5、厚减胶由3.0mm，减胶到1.5使冷却加快，避免厚肉部中心体积收缩的拉力影响。,10,课堂使用,10/,二、落水槽L造型变形对策,上图是落水槽的L造型为防止变形与开模前预先减胶，避免冷却时收缩拉力造型变形（减胶部壁厚变薄，冷却速度快）。,11,课堂使用,11/,二、KHS140055水箱盖板,原因：产品中央部位刚性弱，造成变形；对策：1.补筋位及中央缺口用Flange链接； 2.本产品无法用预变形矫正，但可于成形后用矫正治具减少变形量。,产品刚性弱的部位,弯曲变形部位,12,课堂使用,12/,三、进料口造成的变形对策,上图是奇异公司参考案例，在产品设计无法做出补强改善时，则进料口方式与进料口位
6、置的选用非常重要，尤其是功能件要求轴心度/真园度/平面度的产品，必需使残留应力降到最低，才不会变形。,13,课堂使用,13/,三、变形的原因：过量充填造成残留应力,因為塑料具有很高的可壓縮性，過度充填往往是造成翹曲的主因，充填多模穴時，塑料會先流往比較沒有組力的料道，常造成部份模穴過量充填，部份模穴充填不足。而單一模穴充填時，由於模穴內部充填難易程度不同，也會有相同現象。充填不足區域有較低方向性及收縮率，導致成品收縮不均一，致使成品發生翹曲。,14,课堂使用,14/,三、KHS130334轴心变形,一、问题：产品允许轴心变形量0.5mm，凯华变形量2.0mm；二、原因：直径7，实心的中心冷却慢
7、收缩大，造成轴心翘曲；三、对策：进料口厚度1.5加大到3.0mm，使保压效果加大，（必须靠保压将收缩不足料量推入，并拉长冷却时间）。四、最后效果凯华变形在0.49 0.55mm，判定合格。,进料口厚度加大,15,课堂使用,15/,三、进料口残留应力造成变形及对策,一、如图是两刷饰板的进料方式于安全玻璃侧，易因料口残留应力而变形；（尤其是耐热测试后NG）二、对策：一般如从安全玻璃侧进料，必需采针点进料，不会因保压时的过量充填而变形。,进料点于安全玻璃侧易因残留应力造成变形（ ）,16,课堂使用,16/,三、水槽进料口造成变形,1.中央进料方式易于料口处产生残留应力，翘曲多（中央部充填过量）；2.
8、由侧边片状进料可以避免料口附近保压产生的残留应力的翘曲问题。,中央直接进料,侧边进料,17,课堂使用,17/,三、冷却用扇罩的变形对策,如左图扇罩的气密性品质要求产品平面度在0.4 0.7mm，故考虑充填平衡性及料口附近的残留应力设置中央针点4点，侧边针点4点方式。,18,课堂使用,18/,三、风扇的平衡性对策,风扇的品质要求项目：1.进料口平衡性，避免某些叶片过量充填而变形，（以针点进料为主）2.动态平衡可用叶片的壁厚调整，但需事先量测每片叶片误差及动态平衡数据对比验证后，做微调；3.每次试模要重量管制，避免工艺条件的变化造成对策失效。,19,课堂使用,19/,三、冷却风扇罩变形,原因：进料方式及进料位置易因充填过量造成变形，（扇罩的气密性关系，平面度为要点）；对策：以四个角落的针点进料，加上中央的针点进料对应（原因针点进料不会造成保压过量）。,外周平面变形,20,课堂使用,四、 结论：机能部品要求平面度、轴心度、真园度等相关尺寸精度及产品特性，因此变形问题的考虑到产品设计；如何事先补强，进料口设计如何达到平衡充填，点位及进料方式选用不能造成保压时残留应力发生，到试模时的工艺条件及模具尺寸检查，与变形趋势分析等每一阶段都很重要；因此细节必需到位，才能有一次成功的可能。 以上给各位实用性的参考。 谢谢！,20/,21,课堂使用,