在塑料制品的生產(chǎn)領(lǐng)域，TPE(熱塑性彈性體)因其兼具橡膠的柔軟彈性與塑料的加工成型特性，被廣泛應(yīng)用于玩具、日用品、體育用品、醫(yī)療器械、汽車配件、線纜外皮等眾多行業(yè)。在TPE制品的生產(chǎn)過程中，收縮凹陷問題常常困擾著生產(chǎn)廠家。制品出現(xiàn)收縮凹陷不僅影響外觀質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)品表面不平整、有坑洼，降低產(chǎn)品的美觀度和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;還可能對(duì)制品的尺寸精度、物理性能等造成不良影響，如使產(chǎn)品尺寸不符合設(shè)計(jì)要求，降低產(chǎn)品的強(qiáng)度、密封性等關(guān)鍵性能，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，增加生產(chǎn)成本，降低生產(chǎn)效率。深入探究TPE收縮凹陷的原因，并采取有效的解決措施，對(duì)于提高TPE制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效益至關(guān)重要。

一、TPE收縮凹陷的直觀表現(xiàn)與危害

（一）直觀表現(xiàn)

TPE制品收縮凹陷通常表現(xiàn)為制品表面局部區(qū)域出現(xiàn)向內(nèi)凹陷的現(xiàn)象，形狀可能不規(guī)則，大小和深度也不盡相同。在薄壁區(qū)域，收縮凹陷可能呈現(xiàn)為細(xì)小的凹坑，而在厚壁區(qū)域或加強(qiáng)筋、凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)處，凹陷可能更為明顯，甚至形成較大的坑洼。這些收縮凹陷在制品的不同部位出現(xiàn)的頻率和程度也有所差異，例如在遠(yuǎn)離澆口的位置，由于熔體流動(dòng)過程中冷卻速度不一致，更容易出現(xiàn)收縮凹陷；在壁厚變化較大的部位，如制品的邊緣、轉(zhuǎn)角處，也常常是收縮凹陷的高發(fā)區(qū)域。

（二）危害分析

外觀缺陷：收縮凹陷破壞了制品表面的平整度和光滑度，使產(chǎn)品看起來(lái)粗糙、不美觀，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。對(duì)于一些對(duì)外觀要求較高的產(chǎn)品，如高檔玩具、精美日用品等，收縮凹陷可能導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法達(dá)到客戶的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法進(jìn)入市場(chǎng)銷售，給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失。

尺寸偏差：收縮凹陷會(huì)引起制品尺寸的改變，使制品的實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸不符。在需要精確配合的部件中，如汽車配件中的密封件、醫(yī)療器械中的精密零件等，尺寸偏差可能導(dǎo)致部件無(wú)法正常安裝或使用，影響整個(gè)產(chǎn)品的性能和可靠性。

性能下降：收縮凹陷會(huì)使制品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低制品的強(qiáng)度、韌性和抗疲勞性能。在使用過程中，這些應(yīng)力集中部位容易成為裂紋的起源點(diǎn)，導(dǎo)致制品過早損壞，縮短產(chǎn)品的使用壽命。收縮凹陷還可能影響制品的密封性，使其在需要密封的場(chǎng)合無(wú)法有效阻止氣體或液體的泄漏。

二、TPE收縮凹陷的成因剖析

（一）材料特性因素

收縮率差異：不同類型和牌號(hào)的TPE材料具有不同的收縮率。收縮率是指TPE材料在成型過程中，從熔融狀態(tài)冷卻到室溫時(shí)體積收縮的比例。如果選用的TPE材料收縮率較大，在成型過程中就更容易出現(xiàn)收縮凹陷現(xiàn)象。一些高硬度的TPE材料，由于其分子鏈排列較為緊密，在冷卻過程中分子鏈重新排列和收縮的幅度較大，收縮率相對(duì)較高，制品出現(xiàn)收縮凹陷的風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)增加。

添加劑影響：TPE材料中通常會(huì)添加各種添加劑，如增塑劑、填充劑、阻燃劑等，以改善材料的性能或滿足特定的使用要求。這些添加劑的種類和含量可能會(huì)對(duì)TPE的收縮行為產(chǎn)生影響。增塑劑的加入可以降低TPE的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，使材料在較低溫度下就能發(fā)生流動(dòng)，但同時(shí)也可能增加材料的收縮率。如果增塑劑的添加量不當(dāng)，或者添加劑與TPE基體之間的相容性不好，就容易導(dǎo)致制品出現(xiàn)收縮凹陷。

材料結(jié)晶性：部分TPE材料具有一定的結(jié)晶性，在冷卻過程中會(huì)發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。結(jié)晶過程中，分子鏈從無(wú)序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚺帕?，?huì)導(dǎo)致材料體積收縮。結(jié)晶速度和結(jié)晶度的不同，會(huì)對(duì)制品的收縮凹陷產(chǎn)生顯著影響。如果結(jié)晶速度過快，材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，容易導(dǎo)致收縮凹陷；而結(jié)晶度過高，也會(huì)使材料的收縮率增大，增加收縮凹陷出現(xiàn)的概率。

（二）模具設(shè)計(jì)因素

澆口設(shè)計(jì)：澆口是TPE熔體進(jìn)入模具型腔的通道，其設(shè)計(jì)合理與否對(duì)制品的收縮凹陷有重要影響。如果澆口尺寸過小，熔體在通過澆口時(shí)會(huì)受到較大的阻力，導(dǎo)致充模困難，容易出現(xiàn)填充不足的情況，進(jìn)而在制品表面形成收縮凹陷。澆口位置的選擇也很關(guān)鍵。如果澆口位置不當(dāng)，如遠(yuǎn)離制品的厚壁區(qū)域或需要重點(diǎn)填充的部位，熔體在流動(dòng)過程中會(huì)先填充薄壁區(qū)域，而厚壁區(qū)域由于冷卻速度相對(duì)較慢，在后續(xù)冷卻過程中會(huì)出現(xiàn)較大的收縮，導(dǎo)致收縮凹陷。

冷卻系統(tǒng)：模具的冷卻系統(tǒng)對(duì)于控制TPE制品的冷卻速度和溫度分布至關(guān)重要。如果冷卻水道設(shè)計(jì)不合理，如冷卻水道分布不均勻、冷卻水流量不足或水溫控制不當(dāng)?shù)?，?huì)導(dǎo)致制品不同部位的冷卻速度不一致。在冷卻速度較慢的部位，TPE熔體有更充分的時(shí)間進(jìn)行收縮，從而容易出現(xiàn)收縮凹陷。在制品的厚壁區(qū)域，如果冷卻效果不佳，該區(qū)域的收縮量會(huì)比薄壁區(qū)域大，進(jìn)而在制品表面形成明顯的凹陷。

壁厚設(shè)計(jì)：制品的壁厚設(shè)計(jì)不合理是導(dǎo)致收縮凹陷的常見原因之一。如果制品壁厚不均勻，在冷卻過程中，厚壁部分的冷卻速度明顯慢于薄壁部分。厚壁部分由于收縮時(shí)間長(zhǎng)、收縮量大，會(huì)對(duì)相鄰的薄壁部分產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致薄壁部分向內(nèi)凹陷，形成收縮凹陷。過厚的壁厚還會(huì)增加制品的收縮率，使收縮凹陷問題更加嚴(yán)重。

（三）成型工藝因素

注射壓力與速度：注射壓力和速度是影響TPE熔體充模和成型質(zhì)量的重要工藝參數(shù)。如果注射壓力過低，熔體無(wú)法充分填充模具型腔，特別是在制品的厚壁區(qū)域或復(fù)雜結(jié)構(gòu)部位，容易出現(xiàn)填充不足，進(jìn)而導(dǎo)致收縮凹陷。而注射速度過慢，熔體在流動(dòng)過程中冷卻時(shí)間過長(zhǎng)，流動(dòng)性降低，同樣會(huì)影響充模效果，增加收縮凹陷的風(fēng)險(xiǎn)。相反，如果注射壓力過高或注射速度過快，雖然可以使熔體快速充滿型腔，但可能會(huì)導(dǎo)致熔體內(nèi)部產(chǎn)生過高的剪切應(yīng)力，使分子鏈取向加劇，在冷卻過程中取向的分子鏈會(huì)恢復(fù)無(wú)序狀態(tài)，引起較大的收縮，也可能導(dǎo)致收縮凹陷。

保壓壓力與時(shí)間：保壓階段是在熔體充滿模具型腔后，繼續(xù)對(duì)熔體施加一定壓力，以補(bǔ)償熔體在冷卻過程中的收縮。如果保壓壓力不足，無(wú)法有效抵抗熔體的收縮，制品就會(huì)出現(xiàn)收縮凹陷。保壓時(shí)間過短，熔體在尚未完全冷卻固化時(shí)就停止保壓，同樣會(huì)導(dǎo)致收縮凹陷。而保壓壓力過高或保壓時(shí)間過長(zhǎng)，雖然可以減少收縮凹陷，但可能會(huì)引起制品內(nèi)應(yīng)力過大，導(dǎo)致制品變形或開裂等問題。

模具溫度：模具溫度對(duì)TPE制品的收縮凹陷有顯著影響。模具溫度過高，TPE熔體在模具型腔內(nèi)的冷卻速度減慢，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，制品的收縮率會(huì)增大，從而增加收縮凹陷的可能性。高溫還會(huì)使TPE材料的結(jié)晶速度加快，結(jié)晶度提高，進(jìn)一步加劇收縮。相反，模具溫度過低，熔體在充模過程中會(huì)迅速冷卻，可能導(dǎo)致熔體流動(dòng)性變差，充模不完整，在制品表面形成收縮凹陷，同時(shí)也會(huì)使制品內(nèi)部產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。

熔體溫度：熔體溫度過高，TPE材料的流動(dòng)性增強(qiáng)，但同時(shí)也會(huì)使材料的收縮率增大。在冷卻過程中，高溫熔體冷卻收縮的幅度更大，容易出現(xiàn)收縮凹陷。而且，過高的熔體溫度還可能導(dǎo)致材料發(fā)生熱降解，影響制品的性能。如果熔體溫度過低，材料的流動(dòng)性變差，充模困難，同樣會(huì)在制品表面留下收縮凹陷等缺陷。

（四）后處理與環(huán)境因素

脫模方式：不合理的脫模方式可能導(dǎo)致TPE制品在脫模過程中受到外力作用，從而產(chǎn)生收縮凹陷。如果脫模力過大或脫模速度過快，制品可能會(huì)被強(qiáng)行拉出模具，導(dǎo)致制品表面或內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，出現(xiàn)收縮凹陷。脫模斜度設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)使制品在脫模時(shí)受到較大的阻力，增加收縮凹陷的風(fēng)險(xiǎn)。

環(huán)境溫度與濕度：制品在成型后的冷卻和存放過程中，環(huán)境溫度和濕度也會(huì)對(duì)其收縮產(chǎn)生影響。如果環(huán)境溫度波動(dòng)較大，制品會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生熱脹冷縮，導(dǎo)致尺寸不穩(wěn)定，可能出現(xiàn)收縮凹陷。特別是在高溫環(huán)境下，制品的收縮率會(huì)進(jìn)一步增大。濕度方面，雖然TPE材料本身吸濕性相對(duì)較低，但如果環(huán)境濕度過高，制品在存放過程中可能會(huì)吸收少量水分，在后續(xù)使用或加工過程中，水分蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致制品體積收縮，也可能引發(fā)收縮凹陷問題。

三、TPE收縮凹陷的解決策略

（一）材料選擇與優(yōu)化

合理選材：根據(jù)制品的使用要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和收縮凹陷控制目標(biāo)，選擇收縮率合適的TPE材料。在選擇材料時(shí)，可以參考材料供應(yīng)商提供的技術(shù)資料，了解不同牌號(hào)TPE材料的收縮率范圍，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇。對(duì)于對(duì)尺寸精度和外觀質(zhì)量要求較高的制品，應(yīng)優(yōu)先選擇收縮率較低的TPE材料。

調(diào)整添加劑：如果添加劑對(duì)TPE的收縮行為產(chǎn)生不利影響，可以考慮調(diào)整添加劑的種類和含量。對(duì)于因增塑劑添加不當(dāng)導(dǎo)致收縮凹陷的情況，可以適當(dāng)減少增塑劑的用量，或選擇與TPE基體相容性更好的增塑劑?？梢試L試添加一些能夠降低收縮率的添加劑，如玻璃纖維、碳酸鈣等填充劑，這些填充劑可以在TPE材料中起到骨架作用，限制分子鏈的運(yùn)動(dòng)，從而減小收縮率。

改善結(jié)晶性：對(duì)于具有結(jié)晶性的TPE材料，可以通過添加成核劑等方法來(lái)改善其結(jié)晶性能。成核劑可以促進(jìn)TPE材料的結(jié)晶，使結(jié)晶更加均勻、細(xì)小，從而減小結(jié)晶引起的體積收縮。合理控制成型工藝參數(shù)，如冷卻速度等，也可以對(duì)材料的結(jié)晶過程進(jìn)行調(diào)控，降低收縮凹陷的發(fā)生概率。

（二）模具設(shè)計(jì)改進(jìn)

優(yōu)化澆口設(shè)計(jì)：根據(jù)制品的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)澆口的尺寸和位置。對(duì)于厚壁制品或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品，可以采用較大的澆口尺寸，以減少熔體流動(dòng)阻力，確保熔體能夠充分填充模具型腔。澆口位置應(yīng)盡量設(shè)置在制品的厚壁區(qū)域或需要重點(diǎn)填充的部位，使熔體能夠均勻地填充整個(gè)型腔，減少因填充不均導(dǎo)致的收縮凹陷。還可以考慮采用多點(diǎn)進(jìn)膠的方式，進(jìn)一步提高充模效果。

完善冷卻系統(tǒng)：設(shè)計(jì)合理的冷卻水道布局，確保模具各部位能夠得到均勻、有效的冷卻。冷卻水道應(yīng)盡量靠近制品的型腔表面，以加快冷卻速度。要根據(jù)制品的形狀和壁厚，調(diào)整冷卻水道的間距和直徑，使冷卻效果更加均勻。合理控制冷卻水的流量和水溫也很重要。冷卻水流量應(yīng)足夠大，以保證能夠及時(shí)帶走模具的熱量；水溫應(yīng)根據(jù)TPE材料的特性和制品的要求進(jìn)行合理設(shè)置，一般控制在20 – 30℃之間。

優(yōu)化壁厚設(shè)計(jì)：在制品設(shè)計(jì)階段，應(yīng)盡量使制品的壁厚均勻。如果制品結(jié)構(gòu)需要存在壁厚差異，應(yīng)采用漸變的方式過渡，避免壁厚突然變化。對(duì)于厚壁區(qū)域，可以通過增加加強(qiáng)筋、設(shè)置空心結(jié)構(gòu)等方式來(lái)減小壁厚，同時(shí)保證制品的強(qiáng)度和剛性。在設(shè)計(jì)制品時(shí)，還應(yīng)考慮模具制造的可行性，避免因壁厚設(shè)計(jì)不合理而增加模具制造難度和成本。

（三）成型工藝調(diào)整

精確控制注射參數(shù)：通過實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)積累，找到適合特定TPE材料和制品的注射壓力和速度。在保證熔體能夠充分填充模具型腔的前提下，應(yīng)盡量采用較低的注射壓力和速度，以減少熔體內(nèi)部的剪切應(yīng)力和分子鏈取向。可以通過逐步調(diào)整注射壓力和速度，觀察制品的成型質(zhì)量，確定最佳的參數(shù)組合。

合理設(shè)置保壓參數(shù)：保壓壓力和時(shí)間是控制制品收縮凹陷的關(guān)鍵參數(shù)。保壓壓力應(yīng)根據(jù)制品的尺寸、壁厚和TPE材料的收縮率等因素進(jìn)行合理設(shè)置，一般保壓壓力為注射壓力的70% – 90%。保壓時(shí)間應(yīng)根據(jù)制品的冷卻時(shí)間和收縮情況進(jìn)行確定，通?？梢酝ㄟ^觀察制品在保壓過程中的體積變化或測(cè)量制品的尺寸來(lái)確定合適的保壓時(shí)間。在保證制品不出現(xiàn)收縮凹陷的前提下，應(yīng)盡量縮短保壓時(shí)間，以提高生產(chǎn)效率。

優(yōu)化模具溫度：根據(jù)TPE材料的特性和制品的要求，合理設(shè)置模具溫度。對(duì)于收縮率較大的TPE材料，可以適當(dāng)降低模具溫度，以加快冷卻速度，減小收縮率。但模具溫度不能過低，以免影響熔體的流動(dòng)性和充模效果。模具溫度應(yīng)控制在TPE材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上10 – 20℃左右。可以通過在模具上安裝溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模具溫度，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

調(diào)控熔體溫度：熔體溫度應(yīng)根據(jù)TPE材料的熔融指數(shù)和成型工藝要求進(jìn)行合理控制。在保證材料具有良好的流動(dòng)性的前提下，應(yīng)盡量降低熔體溫度，以減小材料的收縮率?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)擠出機(jī)或注塑機(jī)的加熱溫度來(lái)控制熔體溫度，同時(shí)要確保溫度均勻穩(wěn)定，避免出現(xiàn)局部過熱或過冷的情況。

（四）后處理與環(huán)境控制

規(guī)范脫模操作：制定合理的脫模工藝，確保制品在脫模過程中不受損傷。脫模力應(yīng)適中，避免過大或過小?？梢圆捎庙敵鰴C(jī)構(gòu)均勻頂出的方式，使制品平穩(wěn)脫模。要合理設(shè)計(jì)脫模斜度，一般脫模斜度應(yīng)根據(jù)制品的尺寸、形狀和TPE材料的收縮率等因素確定，通常在0.5° – 3°之間。在脫模前，可以先對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦鋮s，使制品具有一定的強(qiáng)度，然后再進(jìn)行脫模操作。

控制環(huán)境條件：在制品的冷卻和存放過程中，應(yīng)盡量保持環(huán)境溫度和濕度的穩(wěn)定?？梢詫⒅破反娣旁跍囟群蜐穸认鄬?duì)恒定的環(huán)境中，如恒溫恒濕倉(cāng)庫(kù)。對(duì)于對(duì)環(huán)境條件要求較高的制品，還可以采取一些防護(hù)措施，如在制品表面涂覆保護(hù)層，防止其吸收水分或受到溫度變化的影響。

四、案例分析與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

（一）案例一：某玩具廠TPE玩具手柄收縮凹陷問題解決

某玩具廠在生產(chǎn)一款TPE材質(zhì)的兒童玩具手柄時(shí)，發(fā)現(xiàn)手柄表面出現(xiàn)了明顯的收縮凹陷，導(dǎo)致產(chǎn)品外觀不合格，無(wú)法正常銷售。經(jīng)過對(duì)生產(chǎn)過程的詳細(xì)排查和分析，發(fā)現(xiàn)主要原因是模具澆口設(shè)計(jì)不合理，澆口尺寸過小且位置不當(dāng)，導(dǎo)致熔體在填充過程中流動(dòng)不暢，手柄厚壁區(qū)域填充不足，從而出現(xiàn)收縮凹陷。

針對(duì)這一問題，玩具廠采取了以下解決措施：重新設(shè)計(jì)了模具澆口，將澆口尺寸適當(dāng)增大，并將澆口位置調(diào)整到手柄的厚壁區(qū)域。對(duì)成型工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，適當(dāng)提高了注射壓力和保壓壓力，延長(zhǎng)了保壓時(shí)間。經(jīng)過改進(jìn)后，再次進(jìn)行試生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)手柄表面的收縮凹陷問題得到了明顯改善，產(chǎn)品外觀質(zhì)量符合要求，生產(chǎn)效率也得到了提高。

（二）案例二：某汽車配件廠TPE密封件收縮凹陷問題解決

某汽車配件廠生產(chǎn)的TPE材質(zhì)汽車密封件，在成型后出現(xiàn)了局部收縮凹陷，影響了密封件的密封性能。通過分析發(fā)現(xiàn)，問題主要出在模具冷卻系統(tǒng)上，冷卻水道分布不均勻，導(dǎo)致密封件不同部位冷卻速度不一致，厚壁部分收縮過大。

該廠對(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)了冷卻水道布局，增加了冷卻水道的數(shù)量和密度，使冷卻水能夠更均勻地流經(jīng)模具型腔表面。對(duì)成型工藝中的模具溫度進(jìn)行了調(diào)整，降低了模具溫度，加快了冷卻速度。經(jīng)過這些改進(jìn)措施的實(shí)施，密封件的收縮凹陷問題得到了有效解決，密封性能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)品質(zhì)量得到了顯著提升。

（三）經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

從以上兩個(gè)案例可以看出，解決TPE收縮凹陷問題需要綜合考慮材料、模具、成型工藝和后處理等多個(gè)方面的因素。在生產(chǎn)過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。要注重積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝和模具設(shè)計(jì)，以提高TPE制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。與材料供應(yīng)商和模具制造商保持密切的溝通與合作也非常重要，他們可以提供專業(yè)的技術(shù)支持和建議，幫助企業(yè)更好地解決TPE收縮凹陷等生產(chǎn)難題。

五、結(jié)論

TPE收縮凹陷是TPE制品生產(chǎn)中常見且具有一定挑戰(zhàn)性的問題，其成因涉及材料特性、模具設(shè)計(jì)、成型工藝和后處理等多個(gè)方面。要有效解決這一問題，需要生產(chǎn)廠家從材料選擇、模具設(shè)計(jì)優(yōu)化、成型工藝調(diào)整以及后處理和環(huán)境控制等多個(gè)環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析和改進(jìn)。通過深入了解TPE收縮凹陷的成因，并采取針對(duì)性的解決措施，可以提高TPE制品的質(zhì)量，減少?gòu)U品率，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著TPE材料技術(shù)的不斷發(fā)展和成型工藝的持續(xù)創(chuàng)新，相信未來(lái)在解決TPE收縮凹陷問題上會(huì)有更多的方法和手段出現(xiàn)，推動(dòng)TPE制品生產(chǎn)行業(yè)向更高質(zhì)量、更高效益的方向發(fā)展。