收缩是塑料的一个重要特性，直接影响产品的成型。在 注塑模具 和 注塑 设计人员必须掌握收缩率，因为它会影响模具设计。
对于不直接生产塑料制品的产品设计师来说，了解收缩率至关重要。否则，他们的设计可能会在生产过程中造成不必要的问题，尤其是对于壁较厚的产品。
本文全面探讨了塑料收缩问题，为模具和产品设计师提供了深刻见解。
什么是塑料收缩？
塑料收缩是指从最初的未冷却尺寸到冷却后的室温尺寸之间的尺寸缩减百分比。它不仅是热胀冷缩造成的，还与各种成型因素有关，因此称为成型收缩。
具体来说，收缩率可以用以下公式计算：
收缩率 =（原始尺寸 - 冷却尺寸）/原始尺寸 × 100%
塑料收缩的程度取决于材料类型、成分、吸湿性和模具温度等因素。例如，结晶塑料的收缩率通常大于无定形塑料。
收缩对部件的影响
收缩对零件的影响是多方面的，包括产品性能、外观和生产成本。
首先，它会降低零件的尺寸精度。收缩率控制不当会使零件尺寸偏离设计规格，影响装配精度和装配性能。例如，在汽车行业，收缩会阻碍门窗等部件的顺利运行，影响车辆的整体性能和安全性。
其次，它会影响零件的外观质量。塑料零件通常表面光滑，收缩会造成表面不规则，降低产品的美观度和质感。这不仅会影响消费者的购买决策，还会损害公司的品牌形象。
此外，收缩还会增加生产成本。为了控制收缩率，注塑公司必须采取各种措施，如调整模具设计和优化注塑工艺。这些措施需要大量的人力和物力，从而增加了生产成本。此外，由于零件尺寸精度降低，企业可能需要进行二次加工或维修，进一步增加了生产成本和时间成本。
产品设计师为何需要了解注塑收缩率
虽然注塑工厂在生产过程中解决了收缩问题，但产品设计师仍然需要掌握与收缩相关的知识。原因如下
优化设计： 了解收缩率后，设计人员就能预测生产过程中的尺寸变化，从而优化设计，实现精确、一致的结果。
材料选择： 不同塑料在成型过程中会产生不同程度的收缩。了解收缩率有助于根据设计要求选择合适的材料。
迭代设计过程： 及早预测和解决缩水问题可缩短开发周期，加快产品上市速度。
成本效益： 尽量减少与收缩相关的问题可以减少浪费、返工和延误，提高生产流程的成本效益。意识到收缩问题的设计师可以设计出经济可行的产品。
影响注塑收缩的因素
不同塑料的收缩率因厚度、成型工艺和环境条件等因素而异。对于产品设计师来说，必须注意以下几点：
- 壁厚会导致冷却时间延长和收缩率增大。
- 加固和雕刻等功能可防止收缩，从而使这些区域的收缩率更小。
对于模具设计人员来说，应注意塑料收缩的影响方式，主要是在以下情况中：
成型工艺因素
- 稳定的成型温度可减少收缩。
- 增加注塑压力可减少收缩。
- 较高的熔体温度可减少收缩。
- 较高的模具温度会增加收缩率。
- 长时间加压可保持收缩减少。
- 延长模具冷却时间可减少收缩。
- 高注塑速度会略微增加收缩率。
- 初期收缩较大，大约两天后趋于稳定。
塑料结构因子
- 厚壁零件的收缩率更高。
- 部件 嵌件 收缩率较低。
- 复杂形状的收缩率较小。
- 收缩率通常在流动方向较小。
- 细长部件沿长度方向的收缩率较低。
- 沿长度方向的收缩率小于厚度。
模具结构因素
- 较大的浇口尺寸可减少收缩。
- 离浇口较远的部件收缩较小。
- 模具的受限部分收缩较小。
塑料特性系数
- 结晶塑料比无定形塑料的收缩率更大。
- 流动性好的塑料成型收缩较小。
- 在塑料中添加填料可大大减少收缩。
- 同一种塑料的不同批次会表现出不同的收缩率。
各种材料在注塑成型过程中表现出不同的收缩率
由于影响塑料收缩率的因素很多，因此收缩率值的波动范围很大。例如，您可能在网上找到的 ABS 收缩率约为 0.4% 至 0.7%。为了提供更精确的范围，FirstMold 编制了几个详细的塑料收缩率表格。
PA6 塑料收缩率：
| 材料和说明 | 模塑收缩率（%） | 备注 |
|---|---|---|
| 15% 玻纤增强 PA6 | 0.5-0.8 | PA6G15 |
| 20% 玻纤增强 PA6 | 0.4-0.6 | PA6G20 |
| 30% 玻纤增强 PA6 | 0.3-0.5 | PA6G30 |
| 40% 玻纤增强 PA6 | 0.1-0.3 | PA6G40 |
| 50% 玻纤增强 PA6 | 0.1-0.3 | PA6G50 |
| 25% 玻纤增强阻燃 PA6 | 0.2-0.4 | Z-PA6G25 |
| 30% 玻纤增强阻燃 PA6 | 0.2-0.4 | Z-PA6G30 |
| 30% 玻纤增强型无卤阻燃 PA6 | 0.2-0.4 | Z-PA6G30 |
| 无卤阻燃 PA6 | 0.8-1.2 | Z-PA6 |
| 30% 矿物填充无卤阻燃 PA6 | 0.5-0.8 | Z-PA6M30 |
| 30% 填充 PA6 的玻璃微球 | 0.8-1.2 | PA6M30 |
| 30% 填充 PA6 的玻璃纤维矿物复合材料 | 0.3-0.5 | PA6M30 |
| 40% 填充 PA6 的玻璃纤维矿物复合材料 | 0.2-0.5 | PA6M40 |
| 30% 矿物填充 PA6 | 0.6-0.9 | PA6M30 |
| 40% 矿物填充 PA6 | 0.4-0.7 | PA6M40 |
| 普通注塑级 PA6 | 1.4-1.8 | PA6 |
| 快速成型 PA6 | 1.2-1.6 | PA6 |
| 普通增韧 PA6 | 1.0-1.5 | PA6 |
| 中度增韧 PA6 | 0.9-1.3 | PA6 |
| 超韧 PA6 | 0.9-1.3 | PA6 |
| 填充 MoS2 的耐磨 PA6 | 1.0-1.4 | PA6 |
PA6 塑料收缩率：
| 材料和说明 | 模塑收缩率（%） | 备注 |
|---|---|---|
| 15% 玻纤增强 PA66 | 0.6-0.9 | PA66G15 |
| 20% 玻纤增强 PA66 | 0.5-0.8 | PA66G20 |
| 25% 玻纤增强耐热油 PA66 | 0.4-0.7 | PA66G25 |
| 30% 玻纤增强 PA66 | 0.4-0.7 | PA66G30 |
| 30% 玻纤增强耐水解 PA66 | 0.3-0.6 | PA66G30 |
| 40% 玻纤增强 PA66 | 0.2-0.5 | PA66G40 |
| 50% 玻纤增强 PA66 | 0.1-0.3 | PA66G50 |
| 25% 玻纤增强阻燃 PA66 | 0.2-0.4 | Z-PA66G25 |
| 30% 玻纤增强阻燃 PA66 | 0.2-0.4 | Z-PA66G30 |
| 30% 矿物填充无卤阻燃 PA66 | 0.2-0.4 | PA66M30 |
| 无卤阻燃 PA66 | 0.8-1.2 | Z-PA66 |
| 30% 矿物填充无卤阻燃 PA66 | 0.4-0.7 | Z-PA66M30 |
| 30% 填充玻璃微球的 PA66 | 0.8-1.2 | PA66M30 |
| 30% 填充 PA66 的玻璃纤维矿物复合材料 | 0.2-0.5 | PA66M30 |
| 30% 矿物填充 PA66 | 0.6-0.9 | PA66M30 |
| 40% 矿物填充 PA66 | 0.4-0.7 | PA66M40 |
| 普通注塑级 PA66 | 1.5-1.8 | PA66 |
| PA66 快速成型机 | 1.5-1.8 | PA66 |
| 一般增韧 PA66 | 1.2-1.7 | PA66 |
| 中度增韧 PA66 | 1.2-1.6 | PA66 |
| 超韧 PA66 | 1.2-1.6 | PA66 |
| 填充 MoS2 的耐磨 PA66 | 1.2-1.6 | PA66 |
PP 塑料收缩率：
| 材料和说明 | 模塑收缩率（%） | 备注 |
|---|---|---|
| 20% 滑石粉填充 PP | 1.0-1.5 | PPM20 |
| 30% 滑石粉填充 PP | 0.8-1.2 | PPM30 |
| 40% 滑石粉填充 PP | 0.8-1.0 | PPM40 |
| 20% 滑石粉填充增韧 PP | 1.0-1.2 | PPM20 |
| 20% 填充碳酸钙的 PP | 1.2-1.6 | PPM20 |
| 10% 玻纤增强 PP | 0.7-1.0 | PPG10 |
| 20% 玻璃纤维增强 PP | 0.5-0.8 | PPG20 |
| 30% 玻璃纤维增强 PP | 0.4-0.7 | PPG30 |
| 20% 玻璃微球填充 PP | 1.2-1.6 | PPM20 |
| 30% 填充玻璃微球的 PP | 1.0-1.2 | PPM20 |
| 溴化阻燃 PP | 1.5-1.8 | 聚丙烯 |
| 无卤阻燃 PP | 1.3-1.6 | 聚丙烯 |
| 大流量高抗冲聚丙烯 | 1.5-2.0 | 聚丙烯 |
| 普通钢化 PP | 1.5-2.0 | 聚丙烯 |
| 中度增韧 PP | 1.4-1.9 | 聚丙烯 |
| 超韧 PP | 1.3-1.8 | 聚丙烯 |
| 耐热老化 PP1 | 1.5-2.0 | PP1 |
| 耐热老化 PP2 | 1.5-2.0 | PP2 |
| 耐热老化 PP3 | 1.5-2.0 | PP3 |
| 抗冲击性 抗风化性 PP4 | 1.5-2.0 | PP4 |
| 高抗冲击耐候性 PP5 | 1.5-1.8 | PP5 |
| 20% 滑石粉填充 PP6 | 1.0-1.2 | PP6 |
| 30% 滑石粉填充 PP7 | 0.9-1.1 | PP7 |
| 40% 滑石粉填充 PP8 | 0.8-1.0 | PP8 |
PC 塑料收缩率：
| 材料和说明 | 模塑收缩率（%） | 备注 |
|---|---|---|
| 10% 玻璃纤维增强 PC | 0.3-0.5 | PCG10 |
| 20% 玻璃纤维增强 PC | 0.3-0.5 | PCG20 |
| 25% 玻璃纤维增强 PC | 0.2-0.4 | PCG25 |
| 30% 玻璃纤维增强 PC | 0.2-0.4 | PCG30 |
| 20% 玻纤增强阻燃 PC | 0.2-0.4 | Z-PCG20 |
| 25% 玻纤增强阻燃 PC | 0.2-0.4 | Z-PCG25 |
| 30% 玻纤增强阻燃 PC | 0.2-0.4 | Z-PCG30 |
| 20% 玻纤增强型无卤阻燃 PC | 0.2-0.4 | Z-PCG20 |
| 30% 玻纤增强型无卤阻燃 PC | 0.1-0.3 | Z-PCG30 |
| 20% 填充玻璃微球 PC | 0.3-0.6 | PCM20 |
PC/ABS 塑料收缩率：
| 材料和说明 | 模塑收缩率（%） | 备注 |
|---|---|---|
| 20% 玻璃纤维增强 PC/ABS | 0.2-0.4 | PC/ABSG20 |
| 溴化阻燃 PC/ABS | 0.3-0.6 | Z-PC/ABS |
| 无卤阻燃 PC/ABS | 0.4-0.7 | Z-PC/ABS |
| 耐候性 PC/ABS | 0.4-0.7 | PC/ABS |
| 35% PC | 0.4-0.6 | PC/ABS |
| 65% PC | 0.4-0.7 | PC/ABS |
| 85% PC | 0.4-0.7 | PC/ABS |
PC/PBT 塑料收缩率：
| 材料和说明 | 模塑收缩率（%） | 备注 |
|---|---|---|
| 10% 玻纤增强 PC/PBT | 0.5-0.8 | PC/PBTG10 |
| 20% 玻璃纤维增强 PC/PBT | 0.4-0.6 | PC/PBTG20 |
| 30% 玻璃纤维增强 PC/PBT | 0.3-0.5 | PC/PBTG30 |
| 30% 玻纤增强阻燃高耐热 PC/PBT | 0.3-0.5 | Z-PC/PBTG30 |
| 高抗冲高耐热 PC/PBT | 0.6-1.0 | PC/PBT |
ABS 塑料收缩率：
下面是根据所提供信息制作的表格：
| 材料和说明 | 模塑收缩率（%） | 备注 |
|---|---|---|
| 20% 玻璃纤维增强 ABS | 0.2-0.4 | ABSG20 |
| 25% 玻璃纤维增强 ABS | 0.2-0.4 | ABSG25 |
| 30% 玻璃纤维增强 ABS | 0.1-0.3 | ABSG30 |
| 20% 玻纤增强阻燃 ABS | 0.1-0.3 | Z-ABSG20 |
| 普通阻燃级 ABS | 0.4-0.7 | Z-ABS |
| 普通注塑级 ABS | 0.4-0.7 | ABS |
| 耐候等级 ABS | 0.4-0.7 | ABS |
如何防止塑料收缩波动？
应采取的措施
实现流量和闸门平衡
如标题所述，收缩率因树脂压力变化而不同。对于带有多个浇口的单腔模具或多腔模具，适当的浇口平衡至关重要。平衡浇口是均匀树脂流动的必要条件，而均匀树脂流动取决于流道内的流动阻力。因此，最好先实现流道平衡，然后再平衡浇口。
模腔布置
为了便于设置成型条件，必须注意模具型腔的布置。由于熔融树脂会将热量带入模具，因此在典型的型腔布置下，模具温度分布会形成以浇口为中心的同心圆。因此，在选择多型腔模具的型腔布置时，必须确保流道平衡和以浇口为中心的同心布置。
防止成型变形
模塑变形是由于不均匀收缩导致内应力而产生的。为了防止不均匀收缩，特别是在齿轮中心有孔的圆形产品中，必须在中心位置设置浇口。但是，当树脂的流动方向和垂直方向的收缩率相差很大时，就会产生形成椭圆形的缺点。
为了获得更高的圆度精度，有必要设置 3 点或 6 点浇口。但是，确保每个浇口的适当平衡至关重要。使用侧浇口时，3 点浇口可能会扩大圆柱形产品的内径。在表面和端面不允许有浇口痕迹的情况下，建议尽量减少使用内侧多点浇口，这样会产生良好的效果。
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