在注塑成型領(lǐng)域，塑料盒內(nèi)縮變形是一個(gè)較為常見(jiàn)且棘手的問(wèn)題，它嚴(yán)重影響塑料盒的尺寸精度、外觀質(zhì)量與使用性能。解決這一問(wèn)題，需全面剖析其產(chǎn)生原因，并據(jù)此制定針對(duì)性的改善方法。

一、內(nèi)縮變形的成因

（一）材料因素

收縮率差異：不同塑料材料收縮率大相徑庭。結(jié)晶性塑料，像聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP），冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生結(jié)晶，收縮率較高，可達(dá) 1.5%-3.0% ；非結(jié)晶性塑料如聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）收縮率相對(duì)低，在 0.5%-1.0% 。若選擇收縮率大的材料生產(chǎn)塑料盒，內(nèi)縮變形風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。

材料流動(dòng)性不佳：材料流動(dòng)性差，注塑時(shí)難以均勻填充模具型腔，尤其在塑料盒壁厚較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜處，易出現(xiàn)缺料。冷卻階段，這些區(qū)域因無(wú)足夠材料補(bǔ)充，便會(huì)形成內(nèi)縮。比如，在一些薄壁且?guī)в袕?fù)雜加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)的塑料盒中，流動(dòng)性差的材料在流經(jīng)加強(qiáng)筋時(shí)受阻，導(dǎo)致后續(xù)型腔填充不足，最終引發(fā)內(nèi)縮變形。

（二）模具因素

澆口設(shè)計(jì)不合理：澆口作為塑料熔體進(jìn)入型腔的入口，其尺寸、位置和數(shù)量至關(guān)重要。澆口尺寸過(guò)小，熔體流動(dòng)阻力大，流速慢，型腔填充時(shí)間長(zhǎng)，遠(yuǎn)離澆口處易因補(bǔ)料不足產(chǎn)生內(nèi)縮；尺寸過(guò)大，熔體在澆口附近流速過(guò)快，冷卻不均勻，同樣可能導(dǎo)致內(nèi)縮。澆口位置若設(shè)置不當(dāng)，使熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)不平衡，先填充區(qū)域冷卻快，后填充區(qū)域冷卻慢，收縮不一致，也會(huì)造成內(nèi)縮。如澆口位于塑料盒一側(cè)，可能致使該側(cè)先充滿并快速冷卻，而另一側(cè)冷卻滯后，引發(fā)內(nèi)縮變形。澆口數(shù)量不足，無(wú)法保證熔體均勻快速填充型腔，也會(huì)增加內(nèi)縮風(fēng)險(xiǎn)。

冷卻系統(tǒng)不完善：模具冷卻系統(tǒng)直接影響塑料盒冷卻過(guò)程。若冷卻通道布局不合理，如距離型腔表面遠(yuǎn)近不一、冷卻通道截面形狀和尺寸設(shè)計(jì)欠佳，會(huì)導(dǎo)致塑料盒各部位冷卻速度不同。靠近冷卻通道區(qū)域冷卻快，收縮?。贿h(yuǎn)離區(qū)域冷卻慢，收縮大，這種不均勻收縮是內(nèi)縮變形的重要誘因。冷卻介質(zhì)（如水）在通道內(nèi)流動(dòng)不均勻，存在流速差異或局部堵塞，會(huì)使相應(yīng)部位冷卻效果變差，進(jìn)而引發(fā)內(nèi)縮。

（三）注塑工藝因素

注塑溫度不當(dāng)：注塑溫度過(guò)高，塑料熔體粘度降低，流動(dòng)性增強(qiáng)，但冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，塑料盒在模具內(nèi)停留時(shí)間久，脫模后更易變形。同時(shí)，高溫使塑料分子鏈熱運(yùn)動(dòng)加劇，產(chǎn)品內(nèi)部?jī)?nèi)應(yīng)力增加，加大內(nèi)縮可能性。注塑溫度過(guò)低，熔體粘度大，流動(dòng)性差，難以填充型腔，且冷卻速度過(guò)快，各部分收縮不均，也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)縮。

注射壓力與保壓壓力問(wèn)題：注射壓力不足，熔體無(wú)法快速有效填充型腔，尤其在塑料盒薄壁和復(fù)雜結(jié)構(gòu)處，易因缺料產(chǎn)生內(nèi)縮。注射壓力過(guò)大，熔體高速?zèng)_擊型腔壁，產(chǎn)生較大剪切應(yīng)力，可能導(dǎo)致塑料盒局部過(guò)度填充，冷卻后收縮不一致，引發(fā)內(nèi)縮。保壓壓力和時(shí)間對(duì)補(bǔ)償塑料冷卻收縮極為關(guān)鍵。保壓壓力不足或保壓時(shí)間過(guò)短，塑料盒收縮得不到充分補(bǔ)償，會(huì)出現(xiàn)表面凹陷和內(nèi)縮；保壓壓力過(guò)高或保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)品內(nèi)部殘余應(yīng)力增大，脫模后也易產(chǎn)生內(nèi)縮變形。

冷卻時(shí)間不足：冷卻時(shí)間不夠，塑料盒脫模時(shí)內(nèi)部溫度仍較高，分子鏈未充分固定，脫模后在環(huán)境溫度下繼續(xù)收縮，導(dǎo)致內(nèi)縮。特別是對(duì)于壁厚較大的塑料盒，充足的冷卻時(shí)間對(duì)保證均勻冷卻和尺寸穩(wěn)定至關(guān)重要。有研究表明，在某些厚壁塑料盒注塑中，冷卻時(shí)間每縮短 10%，內(nèi)縮變形量可能增加 15%-20% 。

（四）產(chǎn)品設(shè)計(jì)因素

壁厚不均勻：塑料盒壁厚不均勻時(shí)，厚壁部位冷卻慢，收縮量大；薄壁部位冷卻快，收縮量小。厚壁部位收縮過(guò)程中對(duì)薄壁部位產(chǎn)生拉應(yīng)力，致使塑料盒變形，包括內(nèi)縮變形。例如，塑料盒局部有加強(qiáng)筋或凸起結(jié)構(gòu)，其周圍壁厚相對(duì)較大，與薄壁區(qū)域收縮差異大，易引發(fā)內(nèi)縮。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理：復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如存在細(xì)長(zhǎng)的懸臂、薄壁加強(qiáng)筋等，注塑過(guò)程中這些部位因強(qiáng)度不足或熔體流動(dòng)不暢，容易產(chǎn)生變形，包括內(nèi)縮。不合理的結(jié)構(gòu)還可能導(dǎo)致熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)阻力大，填充和冷卻不均勻，進(jìn)而引發(fā)內(nèi)縮。

二、改善內(nèi)縮變形的方法

（一）材料選擇與處理

選用合適收縮率材料：依據(jù)塑料盒使用要求和性能指標(biāo)，優(yōu)先選擇收縮率小的材料。如對(duì)尺寸精度要求極高的電子元件包裝塑料盒，可選用收縮率低的聚碳酸酯（PC）或丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物（ABS）。對(duì)于有特殊性能需求的塑料盒，可考慮添加纖維增強(qiáng)材料，如玻璃纖維、碳纖維等，增強(qiáng)材料剛性，抑制收縮變形。在汽車零部件用塑料盒中添加 30% 左右的玻璃纖維，可使收縮率降低約 30%-40% ，有效減少內(nèi)縮變形。

材料干燥處理：多數(shù)塑料材料易吸濕，水分會(huì)影響材料流動(dòng)性和成型質(zhì)量，加劇內(nèi)縮變形。加工前，嚴(yán)格按照材料特性進(jìn)行干燥處理，控制水分含量。如尼龍（PA）材料，通常需在 80-120℃下干燥 4-6 小時(shí)，將水分含量降至 0.2% 以下。

（二）模具優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化澆口設(shè)計(jì)：依據(jù)塑料盒形狀、尺寸、壁厚及材料特性，精準(zhǔn)計(jì)算并設(shè)計(jì)合適的澆口尺寸、位置和數(shù)量。采用 CAE 模流分析軟件，模擬熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)情況，確定最佳澆口方案。對(duì)于大型塑料盒，可采用多點(diǎn)澆口，確保熔體均勻快速填充型腔，減少內(nèi)縮風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)薄壁塑料盒，適當(dāng)增大澆口尺寸，提高熔體流速，保證型腔填充充分。

完善冷卻系統(tǒng)：設(shè)計(jì)合理的冷卻通道布局，保證冷卻通道與型腔表面距離均勻，一般控制在 10-20mm ，確保塑料盒各部位冷卻速度一致。優(yōu)化冷卻通道截面形狀，采用圓形或橢圓形截面，提高冷卻介質(zhì)流速和熱交換效率。在易產(chǎn)生內(nèi)縮的部位，如厚壁區(qū)域或加強(qiáng)筋附近，增加冷卻管道數(shù)量或采用局部強(qiáng)冷措施。同時(shí)，定期清理冷卻通道，防止雜質(zhì)和水垢堆積，保證冷卻介質(zhì)流動(dòng)均勻。

（三）注塑工藝調(diào)整

優(yōu)化溫度控制：精確設(shè)定注塑溫度，依據(jù)材料熔點(diǎn)和加工特性，將料筒溫度控制在合適范圍。如對(duì)于聚丙烯（PP）材料，注塑溫度一般控制在 180-220℃。在保證熔體流動(dòng)性前提下，適當(dāng)降低注塑溫度，縮短冷卻時(shí)間，減少內(nèi)縮。同時(shí)，合理設(shè)置模具溫度，對(duì)于結(jié)晶性塑料，模具溫度一般控制在 40-80℃ ，以促進(jìn)結(jié)晶均勻，減少收縮差異。

調(diào)整壓力與時(shí)間參數(shù)：通過(guò)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，確定最佳注射壓力和保壓壓力。注射壓力應(yīng)保證熔體快速填充型腔，又不造成過(guò)度填充。保壓壓力和時(shí)間要根據(jù)塑料盒壁厚和尺寸精度要求進(jìn)行調(diào)整，一般保壓壓力為注射壓力的 60%-80% ，保壓時(shí)間為 10-30 秒。對(duì)于厚壁塑料盒，適當(dāng)提高保壓壓力和延長(zhǎng)保壓時(shí)間，補(bǔ)償收縮。合理設(shè)置冷卻時(shí)間，確保塑料盒脫模時(shí)已充分固化，一般冷卻時(shí)間為 20-60 秒，具體根據(jù)塑料盒壁厚和材料特性確定。

控制注射速度：采用多級(jí)注射速度控制，在填充初期，以較快速度使熔體快速充滿型腔大部分區(qū)域；在填充后期，降低注射速度，避免熔體高速?zèng)_擊型腔壁產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，減少內(nèi)縮變形。如對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料盒，可設(shè)置三段注射速度，第一段快速填充，第二段中速填充，第三段慢速保壓。

（四）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改進(jìn)

壁厚均勻化設(shè)計(jì)：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，盡量使塑料盒壁厚均勻，避免出現(xiàn)過(guò)大壁厚差異。對(duì)于無(wú)法避免的厚壁區(qū)域，可采用漸變壁厚設(shè)計(jì)，使壁厚過(guò)渡平滑，減少收縮應(yīng)力集中。如在塑料盒加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)中，將加強(qiáng)筋厚度設(shè)計(jì)為主體壁厚的 0.6-0.8 倍，并采用圓角過(guò)渡與主體連接。

合理增加加強(qiáng)結(jié)構(gòu)：在不影響塑料盒使用功能前提下，在易變形部位合理增加加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)，提高塑料盒剛性，抵抗收縮變形。加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)要注意其高度、厚度和間距，避免因加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)不當(dāng)引發(fā)新的收縮問(wèn)題。如加強(qiáng)筋高度一般不超過(guò)主體壁厚的 3 倍，厚度為主體壁厚的 0.5-0.7 倍，間距為加強(qiáng)筋高度的 2-3 倍。

解決注塑成型塑料盒內(nèi)縮變形問(wèn)題，需從材料、模具、注塑工藝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等多方面綜合考量，通過(guò)不斷優(yōu)化和調(diào)整各環(huán)節(jié)參數(shù)與結(jié)構(gòu)，有效減少內(nèi)縮變形，提高塑料盒產(chǎn)品質(zhì)量。