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圖3: 不良的補強肋設計所造成的翹曲問題塑膠材料 在射出成行加工過程中進行冷卻固化時將會產生收縮 現象，而整體射出成品的收縮變化將會造成射出產品 的翹曲及變形。影響射出產品翹曲的因素有模具的冷 卻效果、定向效果、保壓效果及成品的厚度變化。不 均勻的模具冷卻效果，將會造成產品不同區域的收縮 速率不同，進而所產生的收縮量值也不同。

前文提到保壓壓力比冷卻時間更容易影響線性收縮，故較合理的設定為：冷卻時間12秒、保壓壓力15MPa。 圖七 響應統計表 ( 線性收縮 ) 比較 9 個項目的線性收縮結果后 ( 圖八 ) ，發現項目 6 的線性收縮最小。

塑膠材料的收縮與翹曲(一)■ 型創科技/ 劉文斌 技術總監前言在射出成形制程中，當高溫塑料熔膠射入模穴后開始進 行冷卻時，因材料熱漲冷縮的特性，所以會使塑料在冷 卻的過程中，持續伴隨著材料比體積 (specificvolume) 的減小，此冷卻過程所產生的體積減小，就是塑膠材料 的收縮現象。此收縮現象會持續進行直到成品冷卻到室 溫條件后，體積收縮變化才達到平衡狀態。

接著一樣使用Minitab來找出四項因素中，何者對線性收縮的影響最大。根據圖七的結果，保壓壓力是最大的影響因素，其次則依序是冷卻時間、熔膠溫度和充填時間。 由于8秒的冷卻時間會導致過高的翹曲量，因此必須在減少翹曲和線性收縮之間作取舍。前文提到保壓壓力比冷卻時間更容易影響線性收縮，故較合理的設定為：冷卻時間12秒、保壓壓力15MPa。

不均勻冷卻以及塑件在公模、母模之間肉厚方向的不對稱冷卻都會導致收縮差異，如圖7-10所示。材料從模壁到中心層發生不均一的冷卻與收縮，結果會在頂出以后造成翹曲。 圖7-10 塑件翹曲，導因于(a)不均勻冷卻；和(b)不對稱冷卻。 　　塑件之收縮量隨著肉厚增加而增加。

? 可評估位移、體積收縮、密度、纖維排向（需Fiber模塊）、熱/流動引起的殘留應力、區域收縮效應、溫度差異效應、平整度? 考慮材料特性、流動/保壓/冷卻制程、模內干涉(IMC)對翹曲的影響。

三類常見收縮：液態收縮（Liquid Shrinkage）： 發生在金屬尚未凝固前的冷卻階段，可能導致充型不足。凝固收縮（Solidification Shrinkage）： 金屬在從液態轉變為固態時發生的體積減少，是縮孔形成的主要原因。固態收縮（Solid Shrinkage）： 凝固后至室溫冷卻過程中的線性或體積收縮，常導致尺寸偏差。2.

? 冷卻過程中的收縮行為 冷卻過程的收縮過程開始于閥門的結凍并直到成形零件的射出為止，在此階段中沒有熱的高分子再進入且高分子會漸漸冷卻下來。收縮行為與高分子的PVT特征曲線有關。 對非結晶性高分子來說，主要影響收縮行為的因素有模具溫度及冷卻速率。低模具溫度及高冷卻速率會在高分子鏈松弛前，瞬間就將其大分子鏈結的方向結凍，所以塑性零件必然會有較小的收縮。

隨著模塑件冷卻收縮，模塑件與模腔冷卻表面失去緊密接觸，這時冷卻效率下降，模塑件繼續 冷卻后，模塑件不斷收縮，收縮量取決于各種因素的綜合作用。模塑件上的尖角冷卻最快，比其它部件更早硬化，接近模塑件中心處的厚的部分離型腔冷卻面最遠，成為模塑件上最后釋放熱量的部分，邊角處的材料固化后，隨著接近制件中心處的熔體冷卻，模塑件仍會繼續收縮，尖角之間的平面只能得到單側冷卻，其強度沒有尖角處材料的強度高。

冷卻過程中的收縮行為冷卻過程的收縮過程開始于閥門的結凍并直到成形零件的射出為止，在此階段中沒有熱的高分子再進入且高分子會漸漸冷卻下來。收縮行為與高分子的PVT特征曲線有關。對非結晶性高分子來說，主要影響收縮行為的因素有模具溫度及冷卻速率。低模具溫度及高冷卻速率會在高分子鏈松弛前，瞬間就將其大分子鏈結的方向結凍，所以塑性零件必然會有較小的收縮。

冷卻過程中的收縮行為冷卻過程的收縮過程開始于閥門的結凍并直到成形零件的射出為止，在此階段中沒有熱的高分子再進入且高分子會漸漸冷卻下來。收縮行為與高分子的PVT特征曲線有關。對非結晶性高分子來說，主要影響收縮行為的因素有模具溫度及冷卻速率。低模具溫度及高冷卻速率會在高分子鏈松弛前，瞬間就將其大分子鏈結的方向結凍，所以塑性零件必然會有較小的收縮。

冷卻過程中的收縮行為冷卻過程的收縮過程開始于閥門的結凍并直到成形零件的射出為止，在此階段中沒有熱的高分子再進入且高分子會漸漸冷卻下來。收縮行為與高分子的PVT特征曲線有關。對非結晶性高分子來說，主要影響收縮行為的因素有模具溫度及冷卻速率。低模具溫度及高冷卻速率會在高分子鏈松弛前，瞬間就將其大分子鏈結的方向結凍，所以塑性零件必然會有較小的收縮。

而真空泡則是由于塑件在冷卻過程中體積收縮不均勻而產生的。這種情況常見于壁厚不均或過于厚重的塑件，其中心部分冷卻較慢，而表面快速冷卻和收縮，導致內部形成空洞。 圖1：縮痕真空型氣泡形成原因這種空洞并非由空氣膨脹形成，而是由于產品內部收縮造成。此缺陷跟凹痕的成因是相同的，當表面固化強度相對較高，收縮往往出現在厚壁區域的內部。

由于水面上下的法蘭盤冷卻條件不同，產生的收縮不同，使法蘭盤產生較大的變形。為防止這種現象，應設法使蠟模完全浸入水中。使同一蠟模的各個部位冷卻條件一致，待尺寸穩定后再取出，可大大減少此類問題的發生。

2.3冷卻恢復溫度 鈦絲的冷卻恢復是指我們給通電驅動收縮的鈦絲斷電后，鈦絲在牽引力量的前提下冷卻恢復到它原來的長度。鈦絲的冷卻恢復溫度是另一個較為重要的指標，它決定了我們的驅動機構所在的環境溫度下正常重復工作的可行性和可靠性。（MF越高，冷卻恢復越快，使用環境溫度越寬）我們需要重視鈦絲冷卻恢復溫度的上限，是否和我們的環境溫度接近或重疊。

對于高精度零件，甚至需要根據TMA提供的各向異性膨脹數據，在不同方向上采用不同的模具收縮補償因子。在工藝端，保壓壓力和保壓時間是控制收縮的最主要手段，其本質是通過持續的壓力傳遞，抵消因冷卻和相變帶來的體積收縮。模具溫度則通過影響結晶度和分子鏈松弛程度，間接控制著收縮的大小和均勻性。

? 決定制程參數，例如: 冷卻系統、加熱系統、模溫度、冷卻時間等等? 可檢視模具溫度在模具表面及任意截面的分布和不同時間的變化? 利用快速溫度變化解決塑件充填和保壓問題? 仿真冷卻系統效率并洞悉潛在缺陷? 改善縫合線、流痕、收縮和提高產品平整度

冷卻系統設計影響熔膠固化過程及塑料產品翹曲變形，并且冷卻時間占總周期時間70%-80%。因此，一個良好的冷卻系統，可以大幅縮短塑件成型時間，幫助增加生產效率及成品質量。更進一步來說，良好冷卻系統提供了均勻冷卻環境，能夠讓幫助塑件均勻收縮，減少翹曲溫度，并能確保熔膠能夠順利充滿模穴之中。

通過研究 PVT 曲線，我們可以深入了解材料在不同溫度和壓力下的體積變化規律，從而優化成型工藝參數，如調整保壓時間、保壓壓力以及冷卻速率等，使制品在冷卻過程中能夠均勻收縮，有效減少內部殘余應力，提高制品的尺寸精度和外觀質量。

工藝參數對包覆層體積收縮率的影響及優化首先，試驗指標。試驗主要指標為包覆層的最大體積收縮率。其欺，試驗試驗因子及水平。制品體積收縮率影響較大的熔體溫度、注射時間、V/P 切換(% 體積)、保壓壓力及保壓時間5種工藝參數作為試驗因子，每一個因子各取5個水平。