如何有效控制塑料制品尺寸缩减？

1.收缩过程

注射成型制品的尺寸一般都小于模具的型腔尺寸，这是因为塑料在成型过程中体积发生了变化。通常把塑料制品从模具中取出，尺寸发生缩减的性能称为收缩性。注射制品在成型过程中产生的收缩，按发生收缩时的条件和特征不同，可分为三个阶段，第一、二阶段的收缩主要在模具内进行，从充模时开始到脱模时结束，称为模塑收缩性；第三阶段是在脱模以后进行的，一直到制品冷却到环境介质的温度为止（一般为24h），称为后收缩性。

第一阶段的收缩主要发生在浇口凝固之前，即保压阶段。在保压期内，物料温度下降、密度增加，最初进入模具型腔内的物料体积缩小，但由于此时机筒仍不断地将塑料熔体压入型腔，补偿了型腔内物料体积的减小，型腔内制品质量的增加和塑料熔体的不断压实，可一直进行到浇口凝封为止。因此型腔内塑料的收缩率受保压压力和保压时间的控制，即保压压力越大、保压时间越长，则制品的收缩率越低。在适当的保压压力和保压时间下，第一阶段的收缩可以完全得到补偿。

第二阶段的收缩是从浇口处的塑料熔体凝固后开始的，直至脱模时为止。在该阶段已无熔体进入型腔，制品的质量也不会再改变。此时，非结晶型塑料的收缩是按体胀系数进行的，收缩的大小取决于模具温度和冷却速率，模具温度低，冷却速率快，分子来不及松弛即被冻结，因此制品的收缩小；而结晶型塑料的收缩主要取决于结晶过程，结晶度提高，则制品密度增加、体积减小、收缩增大。在该阶段中，影响结晶的因素仍是模具温度和冷却速率，模具温度高，冷却速率慢，结晶完全，因此收缩大，反之则收缩小。

第三阶段的收缩是从脱模后开始的，属自由收缩。此时，制品的收缩率取决于制品脱模时的温度与环境温度之差，也取决于线胀系数。温差越大，材料线胀系数越大，自由收缩越大。制品脱模后的后收缩有90%是在脱模后的6h内完成的，10天内完成几乎全部的剩余收缩。所以测定的制品收缩率一般是指脱模后24h内的收缩率，以后的收缩可忽略不计。

2.影响收缩的因素

影响塑料制品收缩性的因素主要有以下几方面：

（1）塑料材料 包括塑料材料的结晶性、相对分子质量及其分布、有无填充剂等。

（2）注射成型工艺条件 包括熔体温度、模具温度、注射压力、注射速度、保压时间等。

（3）制品设计 包括制品的厚度、形状及有无嵌件等。

（4）模具结构 包括模具中浇口的设置、流道的尺寸及模具的冷却等。

（5）设备选择 包括设备类型、控制精度等。

3.收缩的控制(www.xing528.com)

制品收缩性的控制，可从以上介绍的影响因素入手。

（1）塑料材料 选择相对分子质量大小适当且分布均匀的塑料材料；选择流动性好、熔体流动速率低的聚合物；选用有增强剂或填料的复合材料；对结晶性塑料，提供减小结晶度和稳定结晶度的条件。

（2）制品设计 在能确保强度、刚度要求的前提下，适当减小制品的厚度；尽量保证制品的厚度均匀；带有加强筋的制品，可减小收缩；制品的几何形状尽量简单、对称，使收缩均匀；采用边框补强可减小收缩；金属嵌件的使用要合理，尺寸大的嵌件要预热。

（3）模具设计 适当加大浇口截面积；尽量缩短内流道，减小流长比；模具冷却水孔的设置要合理，分布要均匀，冷却效率要高。

（4）注射机 机筒和喷嘴的温度控制系统应稳定、可靠，精度要高；所用螺杆的塑化能力高、塑化质量均匀、计量准确；能实现注射压力和速度的多级控制；合模机构的刚性、锁模力要大；注射机油温稳定、压力和流量的波动范围小。

（5）成型工艺 在实际生产中，一旦原料、制品、注射机与模具确定后，只有从工艺因素入手控制塑料制品的收缩率。

1）注射压力。在注射成型过程中，熔体是在一定的温度和压力作用下充入模具型腔，并一直继续到浇口凝固为止。浇口凝固时的压力称为“封口压力”。封口压力对制品的收缩起决定性作用。一般来说，封口压力大则制品的收缩率减小。

2）熔体温度。无论是从聚合物的结晶、取向机理，还是从P-V-T状态方程上看，制品在保压流动阶段和冷却定型阶段的收缩都随熔体温度的升高而增加。

3）模具温度。模具温度只对浇口在封闭后的收缩起主导作用，它通过分子的冻结影响型腔表面冻结层的厚度。降低模具温度可使冻结层快速加厚，制品收缩率减小。

4）充模速率。该参数对收缩量的影响比较复杂。从分子结构形态的角度来看，提高充模速率会加强分子取向作用，同时也加强了结晶作用。取向作用会加大收缩，结晶会减小收缩。由于充模速率的加大，有助于加大熔体在浇口冻封前的充模时间，相对地延长了补料时间，所以充模速率对收缩率总的影响与模腔压力对收缩率的影响是一致的，即充模速率增加使收缩率降低。

例如使POM收缩率最小的最佳工艺参数为：熔体温度190℃，注射时间15s，冷却时间20s，模具温度20℃，背压1.2MPa。