高分子配件的加工收縮率對(duì)其尺寸精度有重要影響么？

1.收縮的本質(zhì)與必然性：

*高分子材料（塑料）在加工過程中（如注塑、擠出、壓鑄等）通常需要加熱到熔融狀態(tài)以流動(dòng)填充模具型腔。

*在熔融狀態(tài)下，聚合物分子鏈處于相對(duì)無序和伸展的狀態(tài)，分子間距離較大。

*當(dāng)熔體冷卻固化時(shí)，分子鏈的活動(dòng)性降低，開始趨向于更有序和緊密的排列（尤其是結(jié)晶性塑料），分子間距離顯著減小，導(dǎo)致材料體積發(fā)生收縮。

2.收縮率與尺寸偏差的直接關(guān)聯(lián)：

*加工收縮率通常定義為：模具型腔尺寸與在標(biāo)準(zhǔn)條件下冷卻后制品對(duì)應(yīng)尺寸之差，除以模具型腔尺寸，再乘以100%。例如，收縮率為1.5%意味著一個(gè)100mm的模具型腔，理論上生產(chǎn)出的制品尺寸約為98.5mm。

*關(guān)鍵點(diǎn)：模具設(shè)計(jì)工程師必須根據(jù)材料供應(yīng)商提供的（或通過經(jīng)驗(yàn)/測試獲得的）預(yù)期收縮率來放大模具尺寸，以補(bǔ)償這種收縮。如果實(shí)際收縮率與設(shè)計(jì)時(shí)采用的預(yù)期值不一致，或者收縮在制品各處不均勻，就會(huì)導(dǎo)致終的制品尺寸偏離設(shè)計(jì)目標(biāo)。

*尺寸誤差=實(shí)際收縮率-預(yù)期收縮率。即使是很小的收縮率差異（例如0.1%），在大型或精密零件上也會(huì)累積成顯著的尺寸誤差（如1000mm長的零件，0.1%誤差就是1mm）。

3.影響收縮率大小和均勻性的復(fù)雜因素（導(dǎo)致尺寸精度難以控制）：

*材料本身：這是根本的因素。不同聚合物的收縮率差異巨大。

*添加劑和填料：玻纖、礦物質(zhì)、增塑劑、阻燃劑等都會(huì)顯著改變基體樹脂的收縮行為。

*加工工藝參數(shù)：

*熔體溫度：溫度越高，熔體密度越低，冷卻時(shí)收縮通常更大。

*注射壓力/保壓壓力與時(shí)間：足夠的保壓壓力和時(shí)間能將更多的熔體壓入模腔補(bǔ)償收縮（保壓不足是尺寸偏小的常見原因）。壓力越高，時(shí)間越長，收縮越小。

*冷卻速率：冷卻快（尤其對(duì)結(jié)晶性塑料）可能導(dǎo)致結(jié)晶不完善，有時(shí)會(huì)增加后收縮，影響尺寸穩(wěn)定性。冷卻不均會(huì)導(dǎo)致不均勻收縮和翹曲變形。

*模具溫度：模溫高有利于結(jié)晶（增加收縮），但也可能延長冷卻時(shí)間。模溫不均勻是導(dǎo)致制品翹曲和尺寸偏差的主要原因之一。

*制品/模具設(shè)計(jì)：

*壁厚：厚壁部分冷卻慢，收縮大且易產(chǎn)生縮痕；薄壁部分冷卻快，收縮相對(duì)小。壁厚突變區(qū)域收縮不均，易引起翹曲和尺寸問題。

*澆口位置與數(shù)量：影響熔體流動(dòng)路徑、填充模式和保壓效果，從而影響收縮分布。遠(yuǎn)離澆口或流動(dòng)末端區(qū)域可能因保壓不足而收縮更大。

*模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)：冷卻水道的位置和效率直接影響模具各區(qū)域的溫度均勻性，對(duì)控制收縮均勻性至關(guān)重要。

*各向異性：在注塑等過程中，聚合物分子鏈和增強(qiáng)纖維會(huì)沿流動(dòng)方向取向。這導(dǎo)致制品在平行于流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向的收縮率不同，引起翹曲和不規(guī)則的尺寸變化，尤其對(duì)薄壁或長條形零件影響顯著。

*后收縮：有些材料（特別是結(jié)晶性塑料）在脫模后的一段時(shí)間內(nèi)（幾小時(shí)到幾天）仍會(huì)繼續(xù)緩慢收縮（后收縮），這也會(huì)影響終尺寸精度。