1 縮痕和縮孔的形成機理

縮痕產(chǎn)生在制件的表面，指在制件表面形成的局部凹陷；縮孔產(chǎn)生在制件的內(nèi)部，除了透明的制件外，一般難以從制件表面看到縮孔。縮痕和縮孔都是由于制件厚壁部分在冷卻時沒有得到足夠的補償而產(chǎn)生的，經(jīng)常產(chǎn)生在局部壁厚較大的區(qū)域、筋或突起物的背面。

縮痕和縮孔的形成與塑料熔體充模時的流動狀態(tài)有關(guān)。在正常情況下塑料熔體以“噴泉流”的方式填充模具型腔，如圖1所示，Schmidt對噴泉流進行了詳細的描述。在這種充填模式下，表層的熔體因接觸較冷的模壁形成固化層，而芯層處于熔融狀態(tài)。充模結(jié)束后，表層已經(jīng)冷卻固化，而芯層才開始冷卻，如果此時沒有得到足夠的保壓補償，芯層的冷卻收縮會拉扯表層，導(dǎo)致表層下凹形成縮痕；如果表層硬度足夠抵抗收縮應(yīng)力，則在制件中間形成縮孔，即真空泡（如圖2所示）。

    圖1 注塑過程的噴泉流

    圖2 壁厚過大導(dǎo)致縮痕或縮孔

      研究表明，縮痕和縮孔的形成與產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計、成型工藝和材料等方面都有很大關(guān)系。本文將分別從這些方面討論，提出避免或減少縮痕和縮孔的解決措施。

2 產(chǎn)品設(shè)計上的解決措施

       2.1 壁厚設(shè)計

如果制件的厚度過大，那么冷卻時的收縮也越大，如果得不到足夠的保壓補縮，就很有可能產(chǎn)生縮痕或縮孔（如圖2所示）。一般建議制件的最大壁厚不超過4mm。

2.2 保證壁厚均勻

制件局部壁厚過大時，容易產(chǎn)生縮痕或縮孔，可以通過合理的產(chǎn)品設(shè)計獲得均勻的壁厚，既不影響制件的使用，也避免產(chǎn)生縮痕或縮孔（如圖3所示）。

    圖3 通過合理的產(chǎn)品設(shè)計獲得均勻壁厚

 2.3 加強筋設(shè)計

為了增加制件的強度，在制件設(shè)計中常采用加強筋。一般情況下，建議加強筋根部的厚度不超過壁厚的50%，否則容易在背面形成縮痕。圖4是典型的加強筋尺寸設(shè)計此外，當(dāng)多條加強筋連接在一起時，需要注意防止物料局部集中，避免產(chǎn)生縮痕或縮孔（如圖5所示）。

    圖4 典型的加強筋尺寸設(shè)計

    圖5 加強筋集中導(dǎo)致縮痕或縮孔

    加強筋尺寸設(shè)計不合理時，容易在背面形成縮痕。可以在縮痕位置設(shè)計一些特征，巧妙地將縮痕隱藏，如圖6所示。

    圖6 通過增加特征隱藏縮痕

    2.4 螺絲柱設(shè)計

    螺絲柱的設(shè)計也應(yīng)遵循同樣的原則，建議螺絲柱的壁厚小于制件壁厚的50%，防止在制件表面形成縮痕。當(dāng)壁厚過大導(dǎo)致螺絲柱背面出現(xiàn)縮痕時，可以在螺絲柱根部做火山口，如圖7a所示。所謂的火山口就是將螺絲柱的外圓柱面的孔緣和銷同步向上延伸，火山口之所以能防止縮痕，是因為它能使得螺絲柱根部的等效壁厚（內(nèi)切圓直徑2R）變小(r

    螺絲柱不能太靠近外壁，否則會造成制件的壁厚不均，從而導(dǎo)致縮痕。當(dāng)靠近外壁時，可采用加強筋與外壁相連（如圖8所示）。

    圖7 螺絲柱根部設(shè)汁火山幾防止縮痕

    圖8 采用加強筋使螺絲柱與外壁相連

    2.5 卡扣設(shè)計

    圖9 卡扣根部減薄防止縮痕

在很多制件上設(shè)計有卡扣，如果卡扣的壁厚過大，則背面容易產(chǎn)生縮痕，但卡扣的壁厚較薄時，其強度會下降，而且較薄的壁厚導(dǎo)致填充阻力大，容易引起滯流缺膠。常用的解決辦法是將卡扣根部的局部壁厚減?。ㄈ鐖D9所示），這樣既解決了縮痕問題，又避免了滯流的產(chǎn)生。

2.6 圓角設(shè)計

為了防止應(yīng)力集中，常在制件的直角處倒圓角。倒圓角時，如果內(nèi)外圓角的尺寸不協(xié)調(diào)，容易在圓角過渡處形成壁厚不均，導(dǎo)致縮痕或縮孔(如圖10a和10b)，外圓角的半徑（R2）應(yīng)等于內(nèi)圓角半徑(R1)加上制件壁厚t（如圖10c所示）。

    圖10 內(nèi)外圓角的尺寸關(guān)系