收縮是塑料加工商們麵臨的大敵，特別是對於表麵質量要求（qiú）較高的大型塑料製品，收縮更是一個頑疾（jí）。因此人（rén）們開發了各種技（jì）術，以最大限度地減少收縮，提高產品質量。　　在注塑件塑料（liào）部件較厚位置，如筋肋或突起處形成（chéng）的收縮要比鄰近位置（zhì）更（gèng）嚴重，這是由於較厚區（qū）域的冷卻速（sù）度要比周圍區域（yù）慢得多。冷卻速度不同導致連接（jiē）麵（miàn）處形成凹（āo）陷，即為人們所熟悉的收縮痕。這（zhè）種缺陷嚴重限製（zhì）了塑料（liào）產品的（de）設計和成型，尤其是大型厚壁製（zhì）品如電視機的斜（xié）麵機殼和顯（xiǎn）示器（qì）外殼等。事實上，對於日用（yòng）電器這一類要求嚴格的產品上（shàng）必須消除收縮痕，而對於玩具等一些表麵（miàn）質量要求（qiú）不高的產品（pǐn）允許有收縮痕的存在。　　形成收縮痕的原因（yīn）可（kě）能（néng）有一個或多個（gè），包括加工方法（fǎ）、部件幾何形狀、材料的選擇以及注（zhù）塑件模具設計等。其中幾何（hé）形狀和材（cái）料選擇通常由原（yuán）材料供應商決定，且不（bú）太容易改變。但是注塑件模具製造商方麵還有很多關於注塑件模具設計的因素可能（néng）影響到收縮。冷卻流道設計、澆口類型、澆口尺寸可能產生多種效果。例如，小澆（jiāo）口（kǒu）如管式澆口比錐形（xíng）的澆口冷卻得快得多。澆口處過早冷卻會減少型（xíng）腔內的填充時間，從而增加收縮痕（hén）產生（shēng）的幾率。對於成型工人，調整加工條件是解決收縮問題的一種方法。填充壓力和時間顯著影響收縮。部件填充後，多餘的材料繼續（xù）填充到型腔中補償材料的收縮。填充階段太短將會導致收縮加劇，最終（zhōng）會產生較多或較（jiào）大的收縮痕。這種方法（fǎ）本身也許並不能將收縮痕減少到滿意的水平，但是成型（xíng）工人可（kě）以調整填充條件改善收縮痕。　　還有一（yī）種方法是修改注塑件模具，有一種簡單的解決方法就是修改常規（guī）的型芯（xīn）孔（kǒng），但是並不能指望這一方法適用於所有的樹脂（zhī）。另外，氣體輔助方法同樣值得一試。　　柱、氣體和泡沫 GE聚合物加（jiā）工研究中心(PPDC)進行（háng）了一項12個月的研（yán）究（jiū），來評估8種不同的旨在減少收縮痕的方法。這些技術代表了減（jiǎn）少收縮痕的一些最新思路。這些方法可以分為兩類：一類可以稱為取（qǔ）代材料法，另一類為去除熱量法。取代材料（liào）法（fǎ）是通過增加或減少可能（néng）收縮區域的材料用量來減少收縮痕。去除（chú）熱量法旨在快速地將可能產生收縮的區域的熱量去（qù）除，從而減少較薄區域和較厚區域產生的冷卻不均的可能性。　　在（zài）本次研究（jiū）中，共評估了5種取（qǔ）代材料（liào）法：伸出式凸柱、圓（yuán）頭凸（tū）柱、帶彈簧凸柱、氣體輔助成型和化學發泡（pào）。三種去除熱量法：鈹-銅凸柱、鈹-銅嵌（qiàn）件以及特殊設計（jì）的熱活動凸柱。評估的對象是待試部件（jiàn）中產生的收縮痕的數量，待試部件（jiàn）為帶（dài）有（yǒu）三角形凸起的製品。所有方（fāng）法比較的標準為標準工（gōng）具——不鏽鋼凸柱。該測試工具能產生壁厚為2.5mm的圓盤，凸柱高（gāo）為22.25mm，直徑為4.5mm，壁厚為1.9mm，在底盤上有2mm的三角鐵。 該（gāi）研究所用（yòng）的成型設備為350t的水平（píng）觸動液壓（yā）機，材（cái）料為日用電（diàn）子產品中常用的材料，也是收縮問（wèn）題嚴重的材料，即GE的PC/ABS、Cycoloy CU6800和PPE/PS、Noryl PX5622。這兩種材（cái）料的加工範圍均在產品技術參數建議範圍的中間（jiān）點。如果收（shōu）縮痕處於最小（xiǎo）狀態，可以下調填充量來（lái）引發更多收縮痕，以方便度量並（bìng）與經驗方法進行比較。盡管（guǎn）收縮（suō）痕通常都是通過肉眼來觀察的，但是這些試（shì）驗采用了一種機器對收縮痕的深度進行了（le）定量測量。　　試驗內容　　試（shì）驗的標準技術之一是伸出式凸柱，即標準凸柱伸出進入凸柱底部的壁裏，從而（ér）減小壁（bì）厚並補（bǔ）償凸柱中多餘材（cái）料造成的效果。試驗中采用了兩（liǎng）種伸出深度，分別為壁厚的25%和50%。另外一個試驗采用了（le）一種圓（yuán）頭而不是尖頭的凸柱。這個方法不（bú）是去除凸（tū）柱區域的材料，而是使得各區域的過渡更加連貫。還（hái）有一種方法（fǎ）在頂出（chū）板和凸（tū）柱之間（jiān）使用彈簧。彈簧使（shǐ）得部件冷卻後凸柱底下的材料仍處於壓力（lì）狀態，以（yǐ）使材料獲得（dé）補償（cháng）收縮的效果。結果會（huì）受到（dào）彈簧初始壓力（lì）以及彈簧“剛性”的影響，試驗評估了這兩種因素的影響。使用了兩種不同剛度的彈簧，對每種剛度的彈簧都施加了（le）多種不同的初始壓力。 　　化（huà）學發泡劑也在本次試驗的評估內容裏，因為化學發（fā）泡劑的優（yōu）勢在（zài）於不用（yòng）對工具進行任（rèn）何改變（biàn）。該（gāi）方法的理論依據是在較厚（hòu）的區域也就是最可能產生收縮的區域發泡，發泡過程會產生足夠的局部壓力以阻止收縮。當然，在發泡過程中隻能使用少量（liàng）(0.25%)的發泡劑(Safoam RPC-40)，以免（miǎn）形成裂紋損傷部件表麵。　　通過加工過的凸（tū）柱注射氮氣來（lái）試驗氣體輔助成型，氮氣在通常容易出現收縮的區（qū）域形成氣泡（pào），這樣就可以去除該區域的材料用氣泡裏的氣體來填充該區域。　　 為了實現熱量快（kuài）速轉移，使用了一種由鈹-銅構成（chéng）的凸柱，熱傳導速度遠遠超過不鏽鋼材料。該技術同樣要求凸柱的後端與巨（jù）大的熱池連接，使得熱量能夠完全從凸柱的區域（yù）去除。該（gāi）方法的另一種方式（shì）是（shì）利用（yòng）標準的不鏽鋼（gāng）凸柱但是在凸柱周圍區（qū）域安裝鈹-銅（tóng）的插件。這就要求對注塑件（jiàn）模具（jù）型（xíng）腔（qiāng）進（jìn）行充分（fèn）的修（xiū）改，在該（gāi）區域加工出一（yī）個小槽安裝筋肋/凸柱結構。筋肋/凸（tū）柱結構加工成獨立的鈹-銅型腔插件（jiàn），安裝在小（xiǎo）槽裏。熱傳導速率高的插件會將（jiāng）凸（tū）柱區域的熱量完全（quán）吸收並導入到工具中。前兩種方法采用的是被動的熱去除方（fāng）法，“熱活動凸柱”包含了一種流體將熱區域（yù）的熱量帶走並分散（sàn）到冷卻裝置。　　結果的比較　　采用PC/ABS材（cái）料時，五個試驗（yàn）方法產生的（de）收縮比標準凸柱產生的收縮少（shǎo）。所有的去除（chú）熱量的方法效果很好，取代材料的方法中隻有加（jiā）載彈簧的凸柱的方法比標準凸柱效果好，而彈簧的預加載壓力對性能的影響尤為突出。氣（qì）體輔助方法的結果不是決（jué）定性（xìng）的：使（shǐ）用該種注塑件模具和材料，由於製品壁太薄，熔融（róng）-冷卻速度太快（kuài），從而氣體滲透很難保持一致。發泡試驗也沒有決定性的影（yǐng）響。部件表麵明顯的裂紋表明，在本方法還不能與其他（tā）方法相提並論之前，應（yīng）該減少發泡劑的（de）數量。　　使用PPE/PS樹脂（zhī）時，加載彈簧（huáng）的（de）凸柱同樣表現（xiàn）出（chū）色。其他三種取代材料方法，包（bāo）括伸出式凸柱法和氣體輔助成型法效果也比標準凸柱的效果好。對於去除熱量法，隻有（yǒu）鈹（pí）-銅凸柱方法比標準（zhǔn）凸柱（zhù）方法的效果好。　　而圓頭凸柱方（fāng）法對於兩種材料的效（xiào）果都不好。意外的是伸出式凸柱方法對於PC/ABS材料而言效果很不（bú）好，而二十年（nián）來，伸出式凸柱一直是推薦的方法。這些試驗結果表明這些方法對於不同材料而言效果並不是相（xiàng）同的。　　最有趣的結果還是（shì）來自加載彈簧式（shì）凸柱的方法。對於兩種材料而言，適當使（shǐ）用彈（dàn）簧的預壓力，製品收縮性均得到了50%的（de）改善。彈簧鋼性的影響似乎（hū）不（bú）如（rú）彈簧預壓力的影（yǐng）響大。預壓力過小，塑料熔體將（jiāng）凸柱的背端推得（dé）太遠，導致凸柱區域太多材（cái）料滯留，從而導致收縮。彈簧預壓力過大，在熔體的壓力下不會被壓縮（suō），效果和標準凸柱一樣（yàng）。測量筋肋結構附近的收縮痕時，彈簧加載方法還顯示了驚人的結果。盡管（guǎn）該方法旨在將凸柱附近的收縮最小化，加工PPE/PS材料時（shí），相連的筋肋結構處的收縮也得到了驚人的改善。可能是凸柱（zhù）壓縮時有效地將材料填充進筋肋結構，從而減少了收縮。