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TPE60度注塑起皺是什么原因?
- 時間:2025-09-19 10:16:18
- 來源:立恩實業(yè)
- 作者:TPE
注塑機規(guī)律地轟鳴著,每一次開模都吐出一個智能手機護套的框架。質(zhì)檢員小張拿起一個剛下線的產(chǎn)品,手指在表面輕輕摩挲,眉頭立刻皺了起來。本該平滑如鏡的背面,此刻卻布滿了細(xì)微的、如同波浪或老人皮膚般的褶皺。更令人困惑的是,這些問題并非出現(xiàn)在所有產(chǎn)品上,而是毫無規(guī)律地時有時無?!坝质沁@樣!”他無奈地對師傅說,“壓力、溫度調(diào)來調(diào)去,這皺紋就像焊在上面一樣,怎么也趕不走。”這種場景我太熟悉了。對于硬度在60A左右的TPE(熱塑性彈性體)而言,注塑起皺是一個典型而又令人倍感棘手的難題。這種硬度區(qū)間的材料既保留了足夠的柔軟觸感,又開始具備一定的剛性,正處于一個性能的微妙平衡點。也正是這種特性,使其在加工過程中對工藝波動極為敏感。起皺并非單一因素的產(chǎn)物,而是材料、模具、工藝三方角力失衡后,在產(chǎn)品表面留下的失敗印記。

文章目錄
理解起皺的本質(zhì):表面收縮的戰(zhàn)爭
要徹底解決起皺問題,首先必須從微觀和宏觀兩個層面理解其本質(zhì)。從微觀上看,起皺是??表層材料與內(nèi)層材料在冷卻固化過程中發(fā)生不同步、不均勻收縮??的直接結(jié)果。
想象一下在泥濘的土地上快速行駛的車輪。如果車輪轉(zhuǎn)速與車速不匹配,輪胎就會打滑,在原地刨出深深的溝壑和堆積的泥塊。在注塑過程中,熔融的TPE就是那片泥地,而冷卻固化過程就如同那旋轉(zhuǎn)的車輪。當(dāng)型腔表面的材料因為接觸冰冷的模具而迅速冷卻、固化、收縮時,內(nèi)部仍處于熔融狀態(tài)的材料卻在繼續(xù)收縮,并拉扯著已經(jīng)固化的表層。這場內(nèi)部的“拉鋸戰(zhàn)”一旦失去平衡,表層材料就會被拉扯、擠壓、拱起,從而形成我們?nèi)庋劭梢姷陌櫦y。
對于60A硬度的TPE,其材料特性決定了它比更軟的材料(如40A)剛性更強,收縮抵抗更大;又比更硬的材料(如80A)更柔軟,更容易被內(nèi)部應(yīng)力牽拉。這種“高不成低不就”的特性,正是其易起皺的根源所在。
根源深究一:材料與干燥預(yù)處理
很多時候,問題在物料進入注塑機之前就已埋下伏筆。60A的TPE通常含有相當(dāng)比例的增塑油和填料,這些組分的狀態(tài)直接決定了加工的穩(wěn)定性。
??物料干燥不足??
這是最容易被忽視卻又是首要的排查點。TPE材料,即便是以SEBS為基礎(chǔ)的材料,也會有一定吸濕性。水分在高溫機筒中汽化,形成微小的水蒸氣氣泡。這些氣泡不僅會造成產(chǎn)品表面銀紋(料花),更會顯著改變?nèi)垠w的局部粘度和收縮率。當(dāng)這些含有微氣泡的熔體被壓入型腔后,氣泡周圍的材料冷卻收縮行為與正常區(qū)域完全不同,極易形成以氣泡為核心的、放射狀的收縮褶皺。
我記得曾經(jīng)處理過一個案例,某批TPE護套產(chǎn)品表面出現(xiàn)無規(guī)律的細(xì)微皺褶,排查所有工藝參數(shù)無效。最后發(fā)現(xiàn),由于那幾天雨季空氣濕度極大,雖然烘干桶設(shè)定溫度正確,但干燥風(fēng)量不足且露點偏高,導(dǎo)致物料實際含水率超標(biāo)。 simply 更換了干燥能力更強的除濕烘干機并將干燥時間延長至4小時,褶皺問題便奇跡般消失了。這讓我至今都堅信,??完美的加工始于絕對的干燥??。

??物料穩(wěn)定性與批次差異??
不同批次甚至不同供應(yīng)商的60A TPE,其基礎(chǔ)聚合物分子量、油品含量與類型、填料粒徑分布都可能存在細(xì)微差異。這些差異會直接表現(xiàn)為熔體粘度和收縮率的不同。如果生產(chǎn)時沒有根據(jù)每批料的特性微調(diào)工藝,沿用之前的“完美參數(shù)”,就可能因為熔體流動前沿的剪切熱和冷卻速率變化而導(dǎo)致起皺。
根源深究二:注塑工藝參數(shù)的精密調(diào)校
工藝參數(shù)是控制這場“收縮戰(zhàn)爭”的指揮棒。對于60A TPE,每一個參數(shù)的設(shè)置都需要更加精細(xì)。
??冷卻速率過快——頭號元兇??
這是導(dǎo)致起皺的最直接、最常見的原因。模具溫度設(shè)置過低,會導(dǎo)致型腔表面熔體瞬間冷卻,形成一層硬殼。當(dāng)內(nèi)部熔體隨后冷卻收縮時,會劇烈拉扯這層早已固化的薄殼。
??表象??:皺紋通常較大、較深,多出現(xiàn)在肉厚區(qū)域,整體外觀呈現(xiàn)不均勻的沉降感。
??解決方案??:??毫不猶豫地提高模具溫度??。對于60A TPE,模溫通常建議在??30°C – 50°C??之間。更高的模溫能顯著減緩冷卻速率,讓表層和內(nèi)層材料得以協(xié)同收縮,是消除褶皺最有效的措施之一。
??保壓壓力與時間不足??
保壓的根本作用是補充熔體冷卻收縮帶來的體積減少。如果保壓壓力不足或時間太短,型腔內(nèi)部無法得到足夠的物料補充,內(nèi)部會形成真空縮孔,并強力向內(nèi)拉扯表層材料,導(dǎo)致表面塌陷和起皺。
??表象??:皺紋伴隨明顯的表面凹陷,多出現(xiàn)在澆口遠端或肉厚處。
??解決方案??:采用??多級保壓??策略。第一段采用較高壓力快速補縮,第二段采用較低壓力長時間保壓,以維持補縮效果的同時,避免過保壓帶來內(nèi)應(yīng)力。

??熔體溫度與注射速度的失衡??
??熔體溫度過低??:熔體粘度高,流動性差,需要更高的注射壓力才能充填。這本身就會引入更高的剪切應(yīng)力。同時,冷料在型腔內(nèi)更難融合,形成流動紋,這些流動紋本身就是褶皺的前兆。
??注射速度過快??:過快的速度會產(chǎn)生高的剪切應(yīng)力,引起熔體破裂和噴流,導(dǎo)致熔體填充紊亂,各部分冷卻收縮不均,極易形成褶皺。
??注射速度過慢??:熔體前沿溫度在流動中不斷下降,當(dāng)它最終匯合時,可能因為前沿溫度過低而無法完全熔合,形成熔接痕,這也是一種特殊的褶皺。
表:工藝參數(shù)失當(dāng)導(dǎo)致的起皺問題排查
| ??工藝參數(shù)現(xiàn)象?? | ??可能引發(fā)的起皺類型?? | ??典型特征?? | ??初步調(diào)整方向?? |
|---|---|---|---|
| ??模溫過低?? | 收縮拉扯起皺 | 大而深的波浪紋,多出現(xiàn)在厚壁區(qū) | 逐步提升模溫(5°C為階) |
| ??保壓不足/過短?? | 真空縮水起皺 | 褶皺伴隨明顯表面凹陷 | 增加保壓壓力與時間,采用多級保壓 |
| ??注射速度過快?? | 剪切紊亂起皺 | 沿流動方向的不規(guī)則紋路 | 降低注射速度,采用慢-快-慢多級注射 |
| ??熔體溫度過低?? | 冷料融合起皺 | 表面粗糙,伴有云狀紋路 | 在推薦范圍內(nèi),適當(dāng)提升熔體溫度 |
根源深究三:模具設(shè)計與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
硬件和設(shè)計的先天不足,后天工藝調(diào)整往往事倍功半。
??冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理??
模具冷卻水道的布局直接決定了冷卻的均勻性。如果水道離型腔表面距離不一,或布局不合理導(dǎo)致冷卻效率不均,產(chǎn)品各部分的冷卻速率就會不同。冷卻快的區(qū)域先固化,冷卻慢的區(qū)域還在收縮,這種不均勻的收縮會在交界處產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力,最終以褶皺的形式釋放出來。??冷卻不均是一切皺紋的溫床??。
??澆口設(shè)計與排氣的致命影響??
??澆口尺寸過小??:小澆口會產(chǎn)生極高的剪切熱,可能導(dǎo)致局部材料降解,同時加劇熔體噴射,使熔體進入型腔時已處于紊亂狀態(tài)。
??排氣不暢??:困氣會使熔體無法完全接觸型腔表面,該區(qū)域冷卻行為異常。同時,氣體被壓縮會產(chǎn)生高溫,可能燒傷材料,這些都會導(dǎo)致局部褶皺。

??產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計挑戰(zhàn)??
對于60A TPE,??肉厚劇烈變化??的設(shè)計是起皺的致命誘因。厚壁處冷卻緩慢,收縮量大;薄壁處冷卻快,收縮量小。這種收縮差異會在厚度過渡區(qū)產(chǎn)生巨大的內(nèi)部應(yīng)力,迫使材料發(fā)生屈曲,形成褶皺。設(shè)計上應(yīng)遵循??均勻壁厚??原則,無法避免時需采用??漸變過渡??。
系統(tǒng)性解決之道:從排查到根治
面對起皺問題,必須建立一個清晰的排查邏輯,避免盲目調(diào)試。
??立即行動??:取一份??經(jīng)過充分干燥??的新料,從材料商提供的??基礎(chǔ)工藝參數(shù)??(通常偏保守)開始試模。如果問題消失,則問題出在物料或此前的工藝設(shè)置上。
??核心排查順序??:
??第一步:優(yōu)先大幅提高模具溫度??。這是最有效且成本最低的嘗試。
??第二步:優(yōu)化保壓??。增加保壓壓力和時間,觀察凹陷是否改善。
??第三步:調(diào)整注射速度??。采用多級注射,確保熔體平穩(wěn)充填。
??模具與設(shè)計審核??:如果工藝調(diào)整效果有限,立即檢查模具??排氣是否通暢??、??冷卻水道布局??是否合理。復(fù)核產(chǎn)品設(shè)計,??避免壁厚劇烈變化??。
案例分享:一個智能手表TPE表帶(60A),總是在表帶扣環(huán)附近的大平面處起皺。提高模溫、調(diào)整保壓均效果不佳。后來使用模流分析軟件進行仿真,發(fā)現(xiàn)該區(qū)域存在冷卻死角,實際冷卻速率遠慢于其他區(qū)域。我們在對應(yīng)位置的模具上增加了??點式冷卻銅棒??,顯著改善了冷卻均勻性。結(jié)合模溫提升至45°C,頑固的褶皺終于被徹底撫平。這個案例讓我深刻體會到,有時解決問題的鑰匙藏在看不見的地方。
結(jié)語:與材料默契的共舞
解決60A TPE注塑起皺的問題,是一場與材料默契的共舞。它要求我們深刻理解材料的收縮本性,精確掌控?zé)崤c力的平衡,并尊重模具設(shè)計的客觀規(guī)律。每一次成功的調(diào)試,都是對高分子材料科學(xué)和注塑工藝原理的一次深刻致敬。
當(dāng)你最終掌心中那件產(chǎn)品呈現(xiàn)出完美無瑕的平滑表面時,你會感受到,那份極致品質(zhì)的背后,是無數(shù)個細(xì)節(jié)被精準(zhǔn)掌控后的必然結(jié)果。

常見問題
問:提高模溫后,產(chǎn)品脫模變形了,怎么辦?
答:這是??冷卻時間不足??的典型表現(xiàn)。提高模溫后,產(chǎn)品整體冷卻到頂出溫度所需的時間變長了。如果頂出時間不變,產(chǎn)品內(nèi)部尚未完全固化,強度不足,頂出時自然容易變形。??解決方案??:提高模溫的同時,必須??相應(yīng)延長冷卻時間??,確保產(chǎn)品有足夠的冷卻時間。這就需要通過試驗找到一個??不皺且不變形??的工藝窗口。
問:同一套模具,打50A的TPE沒問題,一換60A的就起皺,為什么?
答:這生動體現(xiàn)了??材料硬度與加工性的關(guān)系??。50A的材料更軟,通常含油量更高,熔體粘度更低,流動性更好,且其自身柔韌性可以更好地吸收和掩蓋內(nèi)部收縮應(yīng)力。而60A的材料剛性增加,抵抗變形的能力更強,但同時對外部應(yīng)力更敏感。??解決方案??:換用更硬的材料時,往往需要??適當(dāng)提高熔體溫度和模具溫度??,以改善其流動性和釋放應(yīng)力,同時要??優(yōu)化保壓曲線??以應(yīng)對其不同的收縮行為。
問:起皺和縮水怎么看起來很像?如何區(qū)分?
答:起皺和縮水(凹陷)確實是孿生兄弟,本質(zhì)都是收縮不均。??最直接的區(qū)分方法是用手摸??:
??縮水??:表面是??平滑的凹陷??,手指滑過能感覺到一個坑。
??起皺??:表面是??起伏的褶皺??,像波浪一樣,能摸到凸起和凹槽。
有時兩者并存。起皺往往是更嚴(yán)重收縮不均的表現(xiàn),通常需要通過提高保壓和模溫共同解決。
問:使用模溫機后,為什么皺紋反而更嚴(yán)重了?
答:這通常是因為??模溫機功率不足或流量不夠??,導(dǎo)致實際模溫并未達到設(shè)定值,甚至??加劇了模具不同部位的溫度不均??。一臺性能不佳的模溫機,可能使動定模、型芯與型腔之間的溫差拉得更大,冷卻不均反而惡化。??務(wù)必使用探頭式測溫儀實際測量型腔表面溫度??,確保模溫機真正起到了均勻加熱的作用,而不是幫倒忙。
問:所有起皺問題都能通過工藝調(diào)整解決嗎?
答:很遺憾,??不能??。如果起皺的根源在于??產(chǎn)品設(shè)計存在無法避免的厚薄劇烈差異??,或者??模具冷卻系統(tǒng)存在致命缺陷??(如水道位置不當(dāng)),那么工藝調(diào)整的作用將非常有限。這時必須從源頭修改產(chǎn)品設(shè)計或優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)。工藝調(diào)整能解決的是“過程”引發(fā)的問題,而無法根治“先天”的缺陷。
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