1 縮痕和縮孔的形成機(jī)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(shí)沒有得到足夠的補(bǔ)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(shí)的流動(dòng)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(duì)噴泉流進(jìn)行了詳細(xì)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(shí)沒有得到足夠的保壓補(bǔ)償，芯層的冷卻收縮會(huì)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(jì)、模具設(shè)計(jì)、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(jì)上的解決措施

       2.1 壁厚設(shè)計(jì)

如果制件的厚度過大，那么冷卻時(shí)的收縮也越大，如果得不到足夠的保壓補(bǔ)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(shí)，容易產(chǎn)生縮痕或縮孔，可以通過合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)獲得均勻壁厚

 2.3 加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)

為了增加制件的強(qiáng)度，在制件設(shè)計(jì)中常采用加強(qiáng)筋。一般情況下，建議加強(qiáng)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(qiáng)筋尺寸設(shè)計(jì)此外，當(dāng)多條加強(qiáng)筋連接在一起時(shí)，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(qiáng)筋尺寸設(shè)計(jì)

    圖5 加強(qiáng)筋集中導(dǎo)致縮痕或縮孔

    加強(qiáng)筋尺寸設(shè)計(jì)不合理時(shí)，容易在背面形成縮痕。可以在縮痕位置設(shè)計(jì)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(jì)

    螺絲柱的設(shè)計(jì)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(shí)，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?yàn)樗苁沟寐萁z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(huì)造成制件的壁厚不均，從而導(dǎo)致縮痕。當(dāng)靠近外壁時(shí)，可采用加強(qiáng)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(qiáng)筋使螺絲柱與外壁相連

    2.5 卡扣設(shè)計(jì)

    圖9 卡扣根部減薄防止縮痕

在很多制件上設(shè)計(jì)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(shí)，其強(qiáng)度會(huì)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薄（如圖9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(jì)

為了防止應(yīng)力集中，常在制件的直角處倒圓角。倒圓角時(shí)，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