深度 | 塑胶件缩水缺陷：预防比解决更重要（下）
不同塑料的收缩率如表2所示。半结晶塑料，例如PBT、PP等，其收缩率较大，显然会放大缩水的缺陷；无定型塑料，例如PMMA、ABS等收缩率小，会减缓缩水的缺陷。相对于非填充或非增强塑料，填充和增加塑料的收缩率较小，也会在一定程度上减缓缩水的缺陷。
另外，塑料的流动性不好，这也会使得塑胶件在冷却收缩时材料等不到很好的补充，容易造成缩水缺陷的发生，例如PC材料。
当然，这里并不是说为了解决塑胶件的缩水缺陷，有意去选择收缩率低的塑料。塑胶材料的选择受到很多因素的影响，缩水是仅仅其中之一。只有在其它条件都符合的情况下，需要尽量选取收缩率低的塑料。
而对于工程师来说，一旦选择了收缩率高的塑料，特别是对于外观零件，则应当意识到潜在的缩水风险，通过塑胶件设计、模具设计和注塑工艺参数优化等提早预防，做到心中有数。或者尽早把缩水风险与客户进行沟通交流，而不是等到塑胶件缩水发生了，客户看到产品，与预期相差甚远，一脸懵逼。塑胶件的收缩大小与塑胶件的基本壁厚相关，壁厚不同，收缩量则不同。如果基本壁厚过厚，则塑胶件收缩过大，更容易发生缩水的缺陷。当然，壁厚过厚，不但还会造成材料浪费，还会增加注塑成型周期，造成塑胶件成本增加。表3列出了常见塑料的最小的壁厚及常用壁厚推荐值。
估计很多工程师看到这篇文章的标题，就会嘀咕：将告诉工程师如何在一两天之内快速掌握一门新工艺、或者成为企业常用工艺的专家。
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当加强筋厚度较厚时，缩水不可避免，则可以通过一些特殊的设计来掩盖缩水，保留“U”形槽、表面断差和锯齿状槽等。
如果模具的浇口和流道截面太小，充模阻力太大，则容易引起缩水的产生。
不过，浇口和流道的尺寸不能随意的增大，因为这会造成塑胶件材料浪费和注塑成型周期加长，使得塑胶件成本增加。
这就是我为何说塑胶件设计是预防缩水问题的最优方案。
6.1 浇口布置应当使得溶料从壁厚的区域流向壁薄的区域：
如果模具排气设计不良，或模具磨损引起释压，都会导致塑件表面产生缩水。应经常检查模具是否存在磨耗释压或排气不良，及时更换模具中的易耗易损件或改善模具的排气条件。
6.4 模具冷却系统的设计：
如果模具冷却效果好，模具温度低，则塑胶件容易产生内部的孔洞缺陷；而如果冷却效果差，模具温度高，则塑胶件容易产生外表面的缩水缺陷。对塑胶件的重要外观面来说，如果在塑胶件表面发生缩水即造成不良，那么可以通过模具冷却系统的设计，把外表面的缩水转化为内部的孔洞，则可能转为良品。因此，在容易缩水的地方（例如壁厚过厚处）设计更好的冷却结构，例如采用铍铜等导热性较佳的材料，而在其它其它表面则可以不予冷却或给以较差的冷却，从而把缩水缺陷由塑胶件外表面转化为内部的孔洞缺陷。本文介绍另外两种方法：缩短冷却时间和使用气体辅助成型。缩短冷却时间
在保证塑胶件出模不变形的前提下，采取尽量缩短冷却时间的方法，让塑胶件在高温下提早出模。此时塑胶件外层的温度仍然很高，表皮没有过于硬化，因此内外的温差相对已不是很大，这样就有利于整体收缩，从而减少了塑胶件内部的集中收缩。
由于塑胶件总体的收缩量是不变的，所以整体收缩得越多，集中收缩量就越小，内部缩孔和表面缩水程度因此得以减小。缩水问题的产生，是由于模具表面升温，冷却能力下降，刚刚凝固的塑胶件表面仍然较软，未被完全消除的内部缩孔由于形成了真空，致使塑胶件表面在大气压力的压迫下向内压缩，同时加上收缩力的作用，缩水问题就这样产生了。而且表面硬化速度越慢越易产生缩水，比如PP料，反之越易产生孔洞。因此在将塑胶件提早出模后，要对其作适当的冷却，使塑胶件表面保持一定的硬度，令其不易产生缩水。但若缩水问题较为严重，适度冷却将无法消除，就要采取冻水激冷的方法，使塑胶件表面迅速硬化才可能防止缩水，但内部缩孔还会存在。象PP这样表层较软的材料，由于真空和收缩力的作用，塑胶件还会有缩水的可能，但缩水的程度已大为减轻。
气体辅助注塑成型是通过把高压气体引入到塑胶件的厚壁部位，在注塑件内部产生中空截面，完全充填过程、实现气体保压、消除制品缩痕的一项新颖的塑料成型技术。传统注塑工艺不能将厚壁和薄壁结合在一起成型，而且塑胶件残余应力大，易翘曲变形，表面有缩水。
气辅技术通过把厚壁的内部掏空，成功地生产出厚壁、偏壁塑胶件，而且制品外观表面性质优异，内应力低，轻质高强，可以解决缩水问题。本篇文章的部分内容参考《面向制造和装配的产品设计指南》一书。1. 免责声明：部分图片来源于网络，仅供学习用，侵权删。
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