TPE材料被广泛应用于日用品、汽车配件、电子产品等领域,但在注塑成型过程中,产品缩水(也称收缩)是一个常见且棘手的问题。它不仅影响产品的尺寸精度,导致装配困难,还会造成表面缺陷,如凹陷、缩痕和翘曲变形,严重影响产品质量和美观度。要解决TPE产品的缩水问题,需要从材料、模具、工艺和设计四个方面进行系统性的分析与调整。接下来苏州中塑王TPE小编就为大家介绍下。
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一、从材料本身找原因
1.材料配方与基础聚合物
不同基础聚合物的TPE,其收缩率差异很大。例如,基于SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)的TPE收缩率通常较大,而基于SEBS(氢化SBS)的TPE收缩率相对较小且更稳定。此外,配方中填充油的含量对收缩率影响显著,填充油越多,材料收缩率越大。同样,添加无机填料(如碳酸钙、滑石粉)可以降低收缩率,因为填料本身不收缩,能有效限制高分子链的收缩。
2.材料干燥与流动性
TPE材料具有一定的吸湿性,若在注塑前未充分干燥,水分在高温下会汽化,导致材料内部产生气泡,冷却后这些气泡位置就会形成缩痕。同时,材料的流动性也会影响收缩。流动性过好的材料容易填充,但也可能导致补压不足,从而增加收缩风险。
二、从模具设计上优化
1.浇口系统设计
浇口的位置、尺寸和类型对收缩控制至关重要。浇口应设置在产品最厚壁处,这样有利于压力传递,使厚壁区域得到充分的补缩,避免因熔体过早凝固而无法补充物料导致的缩水。浇口尺寸不宜过小,否则会造成压力损失过大,补缩效果不佳。对于大型或复杂产品,可采用多点进胶或热流道系统,确保各部分均匀填充和补缩。
2.冷却系统设计
冷却不均是导致产品收缩不一致和翘曲变形的主要原因。模具的冷却水道布局应尽量均匀,使产品各部分能以相近的速度冷却。对于厚壁区域,应加强冷却,或在模具内使用导热性好的镶件(如铍铜),以加快该区域的冷却速度,减少与薄壁区域的收缩差异。
3.模具排气与强度
模具排气不畅会导致型腔内空气被压缩,形成“气阻”,阻碍熔体完全填充,造成缺料或局部密度过低,进而引发缩水。因此,必须保证模具分型面、镶件配合处有充分的排气槽。此外,模具刚性不足时,在高的注射压力下会产生微小变形,导致产品尺寸变大,当压力撤除后,模具恢复原状,产品则会因弹性回复而表现出更大的收缩。
三、从注塑工艺参数调整
1.注射压力与速度
提高注射压力和速度是改善缩水最直接的方法。更高的压力和速度能更好地压实熔体,减少分子间的空隙,并在冷却阶段提供更充足的补缩物料。但需注意,压力过高可能导致飞边或内应力增大。
2.保压压力与时间
保压阶段是补偿收缩的关键。设置足够高的保压压力和足够长的保压时间,可以在浇口凝固前持续向型腔内补充物料,以抵消冷却收缩。保压切换点(即从注射转为保压的位置)也需精确控制,切换过早或过晚都会影响补缩效果。
3.熔体温度与模具温度
提高熔体温度可以降低熔体粘度,改善流动性,有利于压力传递和补缩。但温度过高会增加材料热降解的风险并延长冷却时间。提高模具温度可以减缓熔体冷却速度,延长补缩时间窗口,有利于减少表面缩痕,尤其对于厚壁产品效果明显。但模温过高会延长成型周期,并可能导致产品脱模困难。
四、从产品设计入手
1.壁厚均匀性
产品设计应遵循壁厚均匀的基本原则。壁厚差异过大是导致缩水和翘曲的根本原因。如果结构上无法避免壁厚变化,应尽量使过渡平缓,避免突变。通常,TPE产品的壁厚差异建议控制在1.5倍以内。
2.加强筋与螺丝柱的设计
加强筋和螺丝柱是常见的缩水重灾区。设计时,加强筋的厚度应为主壁厚的1/3到1/2,并用圆弧过渡,以避免根部过厚导致表面缩痕。螺丝柱根部也应做减料槽或斜度过渡,以减少积料。
3.避免大面积平面
大面积的平面更容易因收缩不均而显现翘曲。可以在平面上适当增加一些装饰性纹理或微小的弧度,以掩饰轻微的变形。
通过上述介绍可以看出,TPE产品的缩水问题是一个多因素综合作用的结果。解决这一问题不能依赖单一方法,而应采取系统性的思路:首先从产品设计源头优化,其次检查模具的合理性,然后选择合适的材料并确保充分干燥,最后在生产中精细调整工艺参数。通过这四个方面的协同作用,才能有效地控制和解决TPE产品的缩水问题,生产出尺寸稳定、外观优良的高品质产品。
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