三、变形的预防及解决方案
四、CAE分析(Moldflow)在解决产品变形中的运用
1 利用Moldflow分析预测抓手理论变形量 2 利用Moldflow分析预测13KG抓手理论变形量及变形改善 3 Moldflow模流分析辅助解决空气净化器前盖变形问题
一 变形对洗衣机外观，装配的影响
• 注塑件变形是塑料制品常见的缺陷之一，严重影响产品 的外观和装配效果。
工艺技术
合理调整温度、 压力、速度等工 艺参数 采用气辅等先进成 型技术
利用CAE (模流分析) 预测并改善 产品变形
模具设计
合理设 计浇口
形状
冷却水 路的合 理布局
模具 顶出 平衡
产品设计
利用Moldflow理论分析 预测，结合实际经验不 断优化产品结构
运用产 品预变 形技术
材料选择
材料弹性模量-材料(产品)强度PP<ABS<PC<镁合金
热残余应力
• 在冷却过程中，内部温度分布不均匀,冷却层由 表层向内部逐步推进,在制品厚度方向上不可避 免地产生不一致的应力，成为热残余应力
引起翘曲的根本原因： 收缩不均
引起翘曲的主要因素：
收缩不均
冷却不均 各向异性
产品翘曲变形需要考虑的几个主要方面
材料
产品
模具
工艺Leabharlann 注塑机三 变形的预测及改善 材料选择
流动残余应力 残余应力
热残余应力
流动残余应力
• 由于塑料熔体在模腔中做非等温流动形成的剪切应力,在快速冷却 过程中来不及完全松弛
• 不同流动造成局部结晶度高，与其他部位相比，分子排列更紧密 ，分子之间的相互作用力加大，致使这里的密度、刚性和强度都 增加。而这种物理和机械性能的不均匀，导致制品在成型之后产 生残余内应力。
制品含锐角 锐角使得应力集中，
模具设计
• 模具冷却设计。 • 动、定模温差大，因冷却产生的热残余应力在制
品厚度方向上不对称，会导致制品翘曲 • 利用CAE分析
模具设计
. 模温太低
• 模温太低，残余剪切应力大，又沒有足够的时间将 残余剪切应力释放，容易翘曲，
• 模温可从材料厂商的建议值开始设定。 每次调整的 增量可为6°C，
PP 0.90
26
102 6,700 41 2,100
1,150
材料选择
塑料材料的热物理性能 不同材料翘曲趋势不同
产品设计
产品设计结构不合理: 壁厚和结构形式 等
导致结构强度较弱
三洋：洗涤剂抽屉由 于结构设计比较单薄， 存在一定的翘曲变形， 影响产品装配视觉效 果。
松下：洗涤剂抽屉 结构设计合理，不 存在翘曲变形，产 品比较挺拔，产品 装配视觉效果好。
• CAE应用。
模具设计
• 流道,浇口设计
– 浇口的数目或位置设计不合适， 流动距离越长，由冻结层 与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大；反 之，流动距离越短，从浇口到制件流动末端的流动时 间越短，充模时冻结层厚度减薄，内应力降低，翘曲 变形也会因此大为减少，
– 流阻太大、提高注塑压力，残余剪切应力大，容易翘曲. 浇口附近压力高，塑胶体积收缩率小，流长太大，上下游体积收 缩率差异大，残余剪切应力大，容易翘曲.
翘曲变形 导致产品 外观不够 挺拔，缺 乏质感， 影响产品 装配视觉 效果。
空气净化器前盖翘曲 变形导致产品装配间 隙不均匀，部件与部 件存在断差
抓手翘曲变形导致抓手和玻璃盖板粘接不 牢，严重影响产品品质
滚筒前桶产品头部翘曲变形导致密封圈和不锈钢 内桶间隙太小，密封圈和不锈钢内桶产生磨损， 严重影响产品使用安全
塑料价格 PP〈 PS〈 ＡＢＳ〈 ＰＯＭ〈ＰＢＴ〈ＰＣ
密度 热扩散 抗拉强 比强度 弹性模量
(g/cm3) 率
度(Mpa)
(Mpa)
(cm2/s)
钢
7.86 0.117 517 80 200,000
镁合金 1.81 0.289 240 154 45,000
PC 1.23 0.0010 104
ABS 1.03 0.0007 35
产品变形分析
魏邦 科 技术工艺部 2011年05月
注塑产品常见问题
• 注塑件外观问题
浇口晕、雾斑 、银纹、喷流痕 、波 纹 、缩痕、浮纤、虎皮纹、熔接痕、气 孔、拉毛、顶伤、飞边、成形不足、烧糊 等。
• 注塑产品变形问题
• 注塑产品尺寸精度
目 一、常见注塑件变录形对洗衣机外观，装配的影响
二、变形原因简介
参考材料厂商的建议，采用适当的流长对厚度比. 利用CAE分析。 。
模具设计
–顶出设计 • 如果顶出系统布置不平衡，将造成顶出力的不平衡 而使塑件变形。因此，在设计顶出系统时应力求与 脱模阻力相平衡。 • 顶出杆的截面积不能太小，以防塑件单位面积受力 过大（尤其在脱模温度太高时）而使塑件产生变形 。 • 顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。在不影 响塑件质量（包括使用要求、尺寸精度与外观等） 的前提下，应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变 形（换顶杆为顶块就是这个道理）。
二 产品变形原因简介
• 变形: 由于产品内部收
缩不一致导致内 应力不同引起变 形 , 注塑制品的 形状偏离了模具 型腔的形状
• X,y方向变形(收 缩)
• Z方向变形(翘曲 变形)
1 温度、压力,速度等因素的相互影响，注射速度恒定,充填压力随模具 中的抗力的增大而增高,在充填结束时出现注塑压力的峰值,由于此 高压在模具型腔内的作用,在塑件内部便产生了内应力,塑件在冷却 过程中,残留的内应力就释放出来导致翘曲变形。
2 不平衡的温度分布和流动形式是导致制品残余应力的两个主要因素 3 对于薄壁制品，主要为流动残余应力；对于厚壁制品，主要为热残余
应力。 4 热残余应力比流动残余应力大一个数量级,从热残余应力分布可以大
致推算制品翘曲变形的程度,因此工程中主要考虑热残余应力对注 塑件质量的影响。影响注塑残余应力的因素较为复杂,在不考虑流 动残余应力的条件下,注塑件的残余应力主要由温度分布、固液界 面位置和压力历史决定
产品设计
产品壁厚不均匀等造成产品收缩不均匀，残余应力大。残 余应力大克服了零件的強度，就会发生翘曲，甚至开裂。
产品设计
–拔模斜度(Draft)太小 拔模斜度太小，产品顶出不易。 勉强顶出，就会发 生翘曲，甚至开裂。
–嵌件
有嵌件时，应充分预热后使用，或选择膨胀系数接 近塑料的锌、铝以代替铜、铁； 否则冷卻时，会 因为塑料收缩大、金属收缩小而使得塑料开裂。