注塑产品表面缺陷解决指导（连载之一）

1 缩水痕

1.1 缩水痕的现象

缩水痕值得是模制品上由于热收缩补偿不够而出现的凹痕。主要出现在产品壁厚较厚的区域，距离浇口较远的区域，或者产品的散热不良的区域。见下列图示：

图1.1角落出现的缩水痕，由于胶位过厚

图1.2柱子表面出现的缩水痕

图1.3筋位表面出现的缩水痕

1.2 缩水痕产生的原因

缩水痕出现是因为塑胶热收缩补偿不足引起的。模穴在充填完成后，融胶开始收缩，收缩释放的空间需要保压补进新的融胶来弥补。

这种补缩不足使产品出现两种不同的缺陷：一是缩水痕，出现的情况是其表面凝固层强度不够，无法抵抗内部融胶收缩产生的拉应力而出现的表面凹陷；另一种是当表面凝固层够厚，强度够强时，足以抵抗内部融胶收缩产生的拉应力，表面不会凹陷，但在产品内部会出现空洞。

对于非透明产品来说，内部空洞并不会影响产品的外观，也无法看见，但会影响产品的强度，在承受载荷是可能出现开裂。

但对于透明产品来说，内部空洞会影响产品的透光性能和外观。空洞形成的本质原因于缩水痕一样，但其对产品外观影响不如缩水痕显著，而且不容易发现，通常被忽略，除非注塑透明产品才会特别重视。解决缩水痕的措施基本对空洞有效，除了加强缩水区域冷却这一招，如果不改善补缩，仅仅加强缩水区冷却会扩大空洞的存在。

由于各种原因的影响，补缩不足导致表面缩水痕：

1.2.1产品的原因：

• 产品存在壁厚不均，壁厚差异过大导致厚的区域产生缩水痕。

• 产品的的筋位或者柱子设计不合理，其与主壁厚连接处壁厚过大，收缩空间无法充分弥补。

• 产品角落设计不合理导致，产生不均匀的壁厚。

• 产品结构的积热区域由于冷却不良导致缩水痕。

• 塑胶材料的收缩率过高，如PP料，非常容易产生缩水痕。

• 1.2.2塑胶材料的原因

• 材料的流动性较差

• 材料的收缩率较大

1.2.3 模具的原因

• 模具的浇口设计不合理，无法满足充分保压效果以弥补产品厚处或积热处塑胶收缩释放出来的空间。主要的情况有：浇口数量不够导致塑胶流长过长；浇口位置选择不合理，从壁厚薄处进胶，导致壁厚较厚处无法充分保压；浇口尺寸过小，固化过早；流道尺寸过小，无法有效传递压力；等等。

• 模具冷却设计不合理，积热区域无法保证快速冷却，以获得整个产品相对均匀的冷却。主要表现为：积热区域水路布置不够；水路分区连接考虑不合理；水路流长过长；水路直径过小；冷却方法不对。

• 模具排气不良导致充填阻力过大，充填时间过长，直接影响保压效果。

• 模具保养不良，水路水垢严重，影响导热。

1.2.3 注塑工艺的原因

• 注塑速度过慢

• 注塑压力过低

• 模具温度过高或过低

• 保压压力过小或者保压曲线设定不合理

• 保压时间过短，浇口没有充分固化即卸除保压，导致塑胶回流进流道

• 射胶缓冲量过小（即射出终点过于靠近料管终点）

• 融胶温度过低，融胶粘度因此增加，压力损失大

• 背压不够，塑胶塑化不均匀

  1.2.4注塑机台及周边设备原因

• 止逆阀破损，到射胶和保压时融胶逆流

• 液压系统问题，实际压力无法达到所需要的压力

• 射嘴过小压力损失过大

• 温度控制系统问题

• 加热圈问题

• 冷却水供应不足

  1.3寻找缩水痕的真因
  

一般来说，缩水痕对与外观产品来说是不允许的，但对于没有外观要求的功能产品，一般不会太在意缩水痕。但是有些客户或者有限缺乏经验的产品工程师，可能对于内装件也会有严格的缩水痕要求。因此这就需要在DFM阶段把这些要求定义清楚。

对于缩水痕原因的判定，需要仔细的分析。缩水痕的根本原因是塑胶在收缩的过程中释放出的空间无法被充分弥补所导致的。充分理解这个原因，那么接下来要做的就是要从产品结构，塑胶材料，模具，以及工艺各方面来寻找是什么原因导致了补缩不足。缩水痕的可见程度与产品的几何形状，表面光洁度，表面的纹路，以及产品的颜色有很大关系。通常产品表面如果有晒纹，在一定程度上可以掩盖缩水痕，而且纹越粗，掩盖能力越强。产品表面晒纹的一个主要功能就是遮掩一些表面瑕疵。平坦表面的缩水痕最容易被看见，曲面上的缩水痕相对可见程度较低。浅色产品的缩水痕不太容易看见，深色产品容易看见。

尽管在模具的DFM阶段已经做了最大努力来预测缩水痕的风险，包括使用Moldflow分析缩水痕出现的风险，但是鉴于产品结构的复杂性，以及模具结构的限制，在产品注塑出来出现缩水痕的可能性还是很高。那么此时就要具体来分析什么是造成产品缩水痕的主要因素。

试摸阶段出现缩水痕原因分析。首先要看产品的缩水痕出现的位置，不同的位置的缩水痕其形成原因不同，解决的对策也不同。

浇口附近的缩痕。通常，浇口附近是最不容易出现缩水痕的地方，因为其靠近浇口，保压效果是最好的。但是也有特例：浇口附近的有过厚的筋位，浇口附近的柱子的壁厚过厚，保压时间不足，浇口没有充分固化即保压结束，融胶回流。

产品角落处的缩痕。这种缩痕通常是由于不合理的产品结构导致，如产品的内角和外角都是利角，或者内外R角不匹配，而且产品此处的两个（或者3个）壁厚的厚度却一致，这就导致角落处壁厚大于均匀壁厚。另外，此处产品的内角是模具上天然的积热区域，需要加强冷却，如果模具设计未加强此处的冷却，那么就更进一步增加缩水痕的风险。

筋位处产品表面的缩水痕。最常见的缩水痕出现的地方。出现这个问题的原因主要有两个：首先，产品的原因，筋位厚度于主壁厚的比例不合理，筋位过厚或者筋位根部的R角过大；其次，如果此种缩水痕只在远离浇口的位置出现，而靠近浇口的同样的类型的筋位却不没有缩水痕时，那么则表示融胶的流长过长，模穴内压力降过大。

柱子处表面的缩痕。柱子处的缩痕本质上与筋位处一样，但其有时更为复杂。有一个情况就是柱子内针在承受射胶时出现偏斜，当保压结束时压力卸除，内针回弹，这种回弹产生的应力以及产生的空间变化，对塑胶此处的收缩有比较大的影响。就不能简单的按照缩水痕的问题对待（见图1.4）。通常柱子的功能是锁付螺丝，这就决定了柱子的壁厚不能太薄，必须保证强度才能满足功能要求，因此增加了柱子表面缩痕出现的风险。针对这个问题有一种桥架的结构可以避免（见图1.5）。

图1.4 上图表示柱子内针设计不合理（高出模面太多），在注塑过程中镶针发生变形，导致表面缺陷，通常在镶针左边出现轻微鼓包，而右边出现轻微凹陷。A图表示融胶到达镶针之前，镶针没有变形，红色箭头表示融胶流动方向；B图表示充填和保压过程中，镶针收到注塑压力的作用，轻微变形，变形示意如红色虚线所示；C图表示在保压结束以后，模穴内压力释放，融胶还未充分固化，镶针回弹到原来位置，镶针回弹导致此处融胶空间状况变化，左边被挤压，右边却被拉空，导致左边表面可能出现轻微鼓包，右边可能出现轻微凹陷。

图1.5 右侧的设计由于柱子功能限制其壁厚不能太薄，一旦出现缩水痕很难解决，左边的桥架结构很好的解决了这个问题，只是需要增加斜顶脱模

图1.6 出现在熔接痕附近的一些类似于缩水痕的原因如图所示。模具排气不良，结合处的空气部分被挤入凝固层与模壁之间，这部分空气无法逃逸，对抗保压在产品表面出现凹痕。这类凹痕不同于缩水痕。

总之，缩水痕形成的原因有很多，但其本质却是不变的，即产品局部收缩释放的空间补料不足。需要注意的是，有一些类似于缩水痕的表面凹陷，其实不是缩水，一种是由于筋位或者柱位过深，顶出设计不合理，导致产品表面在产品顶出过程中承受过大的拉应力，被拉凹陷；另一种是柱子内针过长，射胶和保压时被冲偏斜，压力卸除后内针回弹，空间变化导致一侧表面出现凹陷；还有一种就是上述的结合线处的凹陷。对于这些不是缩水的表面凹陷一定要注意区别对待，不能当成缩水来处理。