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

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），冷卻時會發(fā)生結(jié)晶，收縮率較高，可達 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)縮變形風險顯著增加。

材料流動性不佳：材料流動性差，注塑時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)復雜處，易出現(xiàn)缺料。冷卻階段，這些區(qū)域因無足夠材料補充，便會形成內(nèi)縮。比如，在一些薄壁且?guī)в袕碗s加強筋結(jié)構(gòu)的塑料盒中，流動性差的材料在流經(jīng)加強筋時受阻，導致后續(xù)型腔填充不足，最終引發(fā)內(nèi)縮變形。

（二）模具因素

澆口設計不合理：澆口作為塑料熔體進入型腔的入口，其尺寸、位置和數(shù)量至關(guān)重要。澆口尺寸過小，熔體流動阻力大，流速慢，型腔填充時間長，遠離澆口處易因補料不足產(chǎn)生內(nèi)縮；尺寸過大，熔體在澆口附近流速過快，冷卻不均勻，同樣可能導致內(nèi)縮。澆口位置若設置不當，使熔體在型腔內(nèi)流動不平衡，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，無法保證熔體均勻快速填充型腔，也會增加內(nèi)縮風險。

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程。若冷卻通道布局不合理，如距離型腔表面遠近不一、冷卻通道截面形狀和尺寸設計欠佳，會導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，收縮小；遠離區(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)流動不均勻，存在流速差異或局部堵塞，會使相應部位冷卻效果變差，進而引發(fā)內(nèi)縮。

（三）注塑工藝因素

注塑溫度不當：注塑溫度過高，塑料熔體粘度降低，流動性增強，但冷卻時間延長，塑料盒在模具內(nèi)停留時間久，脫模后更易變形。同時，高溫使塑料分子鏈熱運動加劇，產(chǎn)品內(nèi)部內(nèi)應力增加，加大內(nèi)縮可能性。注塑溫度過低，熔體粘度大，流動性差，難以填充型腔，且冷卻速度過快，各部分收縮不均，也會導致內(nèi)縮。

注射壓力與保壓壓力問題：注射壓力不足，熔體無法快速有效填充型腔，尤其在塑料盒薄壁和復雜結(jié)構(gòu)處，易因缺料產(chǎn)生內(nèi)縮。注射壓力過大，熔體高速沖擊型腔壁，產(chǎn)生較大剪切應力，可能導致塑料盒局部過度填充，冷卻后收縮不一致，引發(fā)內(nèi)縮。保壓壓力和時間對補償塑料冷卻收縮極為關(guān)鍵。保壓壓力不足或保壓時間過短，塑料盒收縮得不到充分補償，會出現(xiàn)表面凹陷和內(nèi)縮；保壓壓力過高或保壓時間過長，產(chǎn)品內(nèi)部殘余應力增大，脫模后也易產(chǎn)生內(nèi)縮變形。

冷卻時間不足：冷卻時間不夠，塑料盒脫模時內(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，導致內(nèi)縮。特別是對于壁厚較大的塑料盒，充足的冷卻時間對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，冷卻時間每縮短 10%，內(nèi)縮變形量可能增加 15%-20% 。

（四）產(chǎn)品設計因素

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

結(jié)構(gòu)設計不合理：復雜的結(jié)構(gòu)設計，如存在細長的懸臂、薄壁加強筋等，注塑過程中這些部位因強度不足或熔體流動不暢，容易產(chǎn)生變形，包括內(nèi)縮。不合理的結(jié)構(gòu)還可能導致熔體在型腔內(nèi)流動阻力大，填充和冷卻不均勻，進而引發(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，優(yōu)先選擇收縮率小的材料。如對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）。對于有特殊性能需求的塑料盒，可考慮添加纖維增強材料，如玻璃纖維、碳纖維等，增強材料剛性，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，水分會影響材料流動性和成型質(zhì)量，加劇內(nèi)縮變形。加工前，嚴格按照材料特性進行干燥處理，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，將水分含量降至 0.2% 以下。

（二）模具優(yōu)化設計

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

完善冷卻系統(tǒng)：設計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)域或加強筋附近，增加冷卻管道數(shù)量或采用局部強冷措施。同時，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)流動均勻。

（三）注塑工藝調(diào)整

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

調(diào)整壓力與時間參數(shù)：通過試驗和經(jīng)驗，確定最佳注射壓力和保壓壓力。注射壓力應保證熔體快速填充型腔，又不造成過度填充。保壓壓力和時間要根據(jù)塑料盒壁厚和尺寸精度要求進行調(diào)整，一般保壓壓力為注射壓力的 60%-80% ，保壓時間為 10-30 秒。對于厚壁塑料盒，適當提高保壓壓力和延長保壓時間，補償收縮。合理設置冷卻時間，確保塑料盒脫模時已充分固化，一般冷卻時間為 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，避免熔體高速沖擊型腔壁產(chǎn)生內(nèi)應力，減少內(nèi)縮變形。如對于結(jié)構(gòu)復雜的塑料盒，可設置三段注射速度，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

壁厚均勻化設計：在產(chǎn)品設計階段，盡量使塑料盒壁厚均勻，避免出現(xiàn)過大壁厚差異。對于無法避免的厚壁區(qū)域，可采用漸變壁厚設計，使壁厚過渡平滑，減少收縮應力集中。如在塑料盒加強筋設計中，將加強筋厚度設計為主體壁厚的 0.6-0.8 倍，并采用圓角過渡與主體連接。

合理增加加強結(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筋、凸臺等結(jié)構(gòu)，提高塑料盒剛性，抵抗收縮變形。加強筋設計要注意其高度、厚度和間距，避免因加強筋設計不當引發(fā)新的收縮問題。如加強筋高度一般不超過主體壁厚的 3 倍，厚度為主體壁厚的 0.5-0.7 倍，間距為加強筋高度的 2-3 倍。

解決注塑成型塑料盒內(nèi)縮變形問題，需從材料、模具、注塑工藝和產(chǎn)品設計等多方面綜合考量，通過不斷優(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。