在TPR(熱塑性橡膠)注塑生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品出現(xiàn)收縮現(xiàn)象是一個較為常見且棘手的問題。這不僅會影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，導(dǎo)致尺寸偏差、表面凹陷等缺陷，還可能對產(chǎn)品的性能和使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響，進(jìn)而增加生產(chǎn)成本和降低生產(chǎn)效率。深入探討TPR注塑機(jī)上產(chǎn)品收縮的原因，并找出切實可行的解決辦法，對于提高TPR注塑產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效益具有重要意義。

一、TPR注塑產(chǎn)品收縮的原因分析

（一）材料因素

TPR材料本身的收縮特性：TPR作為一種熱塑性彈性體，其分子結(jié)構(gòu)在加熱時變得柔軟可塑，冷卻時則逐漸固化收縮。不同牌號和配方的TPR材料，其收縮率存在差異。硬度較高的TPR材料收縮率相對較小，而硬度較低的材料收縮率較大。這是因為硬度較高的材料中橡膠相含量相對較低，分子鏈之間的相互作用較強(qiáng)，冷卻時分子鏈排列更加緊密，收縮程度較小；硬度低的材料橡膠相含量高，分子鏈更易活動，收縮更為明顯。

材料干燥不充分：如果TPR材料在注塑前沒有進(jìn)行充分的干燥處理，材料中殘留的水分會在注塑過程中受熱汽化，形成氣泡。當(dāng)產(chǎn)品冷卻時，這些氣泡周圍的材料會因失去支撐而發(fā)生收縮，導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)凹陷或內(nèi)部產(chǎn)生空洞。水分還可能影響材料的流變性能，使材料在注塑過程中的填充和流動不均勻，進(jìn)一步加劇產(chǎn)品的收縮問題。

（二）模具因素

模具設(shè)計不合理：模具的澆口位置、數(shù)量和尺寸對產(chǎn)品的收縮有著重要影響。如果澆口位置選擇不當(dāng)，例如距離產(chǎn)品壁厚較厚的部位較遠(yuǎn)，熔體在填充過程中會先填充壁厚薄的區(qū)域，導(dǎo)致壁厚厚的部位填充不足，冷卻時收縮更為嚴(yán)重。澆口數(shù)量過少或尺寸過小，會使熔體在填充過程中受到較大的阻力，流動不均勻，容易在產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中，冷卻后導(dǎo)致收縮不均。模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理，如冷卻水道分布不均勻、冷卻水流量不足或水溫過高，都會使產(chǎn)品各部分的冷卻速度不一致，從而引起收縮差異，導(dǎo)致產(chǎn)品變形或尺寸偏差。

模具溫度控制不當(dāng)：模具溫度過高會使熔體在模具內(nèi)的冷卻時間延長，產(chǎn)品內(nèi)部的分子鏈有更多時間進(jìn)行松弛和排列，導(dǎo)致收縮率增大。相反，模具溫度過低，雖然可以加快冷卻速度，但可能會使熔體在填充過程中過早凝固，內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，冷卻后同樣會出現(xiàn)收縮問題。而且，模具溫度的不均勻分布也會造成產(chǎn)品各部分收縮不一致，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

（三）注塑工藝因素

注塑壓力和保壓壓力不足：注塑壓力是將熔體注入模具型腔的動力，如果注塑壓力過低，熔體可能無法充分填充模具型腔，導(dǎo)致產(chǎn)品壁厚不均勻，冷卻時收縮程度不同。保壓壓力則是在注塑完成后，繼續(xù)對熔體施加壓力，以補(bǔ)償熔體冷卻過程中的收縮。如果保壓壓力不足或保壓時間過短，熔體在冷卻時會因得不到足夠的壓力補(bǔ)充而發(fā)生較大的收縮，使產(chǎn)品尺寸偏小或表面出現(xiàn)凹陷。

注塑速度不合適：注塑速度過快，熔體在填充過程中會受到較大的剪切力，產(chǎn)生較高的熱量，使熔體溫度升高，流動性增強(qiáng)。這可能導(dǎo)致熔體在型腔內(nèi)形成湍流，產(chǎn)生氣泡或熔接痕，同時也會使產(chǎn)品冷卻時的收縮率增大。注塑速度過慢，熔體在填充過程中容易冷卻，流動性變差，可能導(dǎo)致填充不足，同樣會引起產(chǎn)品收縮問題。

熔體溫度過高或過低：熔體溫度過高，會使材料的流動性增強(qiáng)，但也會導(dǎo)致材料在冷卻過程中收縮率增大。因為高溫下分子鏈的活動能力增強(qiáng)，冷卻時分子鏈重新排列和收縮的程度更大。而熔體溫度過低，雖然可以減少收縮率，但會使材料的流動性變差，難以充滿模具型腔，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)缺料、縮痕等缺陷。

（四）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)因素

產(chǎn)品壁厚不均勻：當(dāng)產(chǎn)品壁厚不均勻時，壁厚較厚的部位冷卻速度較慢，收縮率較大；而壁厚薄的部位冷卻速度快，收縮率較小。這種收縮差異會導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使產(chǎn)品變形或出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象。在生產(chǎn)一些帶有加強(qiáng)筋或凸臺的產(chǎn)品時，如果加強(qiáng)筋或凸臺與主體壁厚的差異過大，就容易出現(xiàn)收縮問題。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如存在較多的孔、槽或細(xì)小的特征部位，會使熔體在填充過程中流動困難，容易在這些部位產(chǎn)生填充不足或應(yīng)力集中的情況。冷卻時，這些部位會因收縮不均而導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)變形或尺寸偏差。

二、解決TPR注塑產(chǎn)品收縮問題的措施

（一）優(yōu)化材料處理

選擇合適的TPR材料：根據(jù)產(chǎn)品的性能要求和使用環(huán)境，選擇收縮率較小且性能穩(wěn)定的TPR材料。在滿足產(chǎn)品基本性能的前提下，盡量選擇硬度較高的材料，以減少收縮帶來的影響。要與材料供應(yīng)商密切溝通，了解不同牌號材料的收縮特性，以便在產(chǎn)品設(shè)計階段就進(jìn)行合理的考慮。

做好材料的干燥處理：在注塑前，必須對TPR材料進(jìn)行充分的干燥。一般采用除濕干燥機(jī)，將材料在80 – 100℃的溫度下干燥2 – 4小時，具體時間和溫度可根據(jù)材料的特性和供應(yīng)商的建議進(jìn)行調(diào)整。干燥后的材料應(yīng)存放在干燥的環(huán)境中，避免再次吸濕。還可以在注塑機(jī)的料斗中安裝干燥裝置，對進(jìn)入料筒的材料進(jìn)行實時干燥，確保材料在注塑過程中的干燥狀態(tài)。

（二）改進(jìn)模具設(shè)計

合理設(shè)計澆口系統(tǒng)：根據(jù)產(chǎn)品的形狀和尺寸，合理選擇澆口的位置、數(shù)量和尺寸。對于壁厚較厚的產(chǎn)品，應(yīng)將澆口設(shè)置在壁厚較厚的部位附近，以保證熔體能夠均勻填充?？梢圆捎枚帱c進(jìn)膠的方式，增加澆口數(shù)量，減小熔體在填充過程中的阻力，使填充更加均勻。要根據(jù)材料的特性和產(chǎn)品的要求，合理設(shè)計澆口的尺寸，確保熔體能夠順利注入模具型腔。

優(yōu)化冷卻系統(tǒng)設(shè)計：設(shè)計合理的冷卻水道布局，使冷卻水能夠均勻地流經(jīng)模具的各個部位，保證產(chǎn)品各部分的冷卻速度一致。可以采用隨形水道設(shè)計，根據(jù)產(chǎn)品的形狀和壁厚變化，調(diào)整水道的走向和間距，提高冷卻效率。要確保冷卻水的流量充足，水溫適宜。冷卻水溫度應(yīng)控制在20 – 30℃之間，具體溫度可根據(jù)材料的特性和產(chǎn)品的要求進(jìn)行調(diào)整。

（三）調(diào)整注塑工藝參數(shù)

合理設(shè)置注塑壓力和保壓壓力：根據(jù)產(chǎn)品的形狀、尺寸和材料的特性，合理調(diào)整注塑壓力和保壓壓力。注塑壓力應(yīng)足夠大，以確保熔體能夠充分填充模具型腔。保壓壓力應(yīng)略高于注塑壓力，保壓時間應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的壁厚和材料的收縮特性進(jìn)行設(shè)定，通常為產(chǎn)品冷卻時間的70% – 80%。在調(diào)整過程中，可以通過試模的方法，逐步優(yōu)化注塑壓力和保壓壓力的參數(shù)，直到產(chǎn)品達(dá)到最佳的尺寸精度和表面質(zhì)量。

選擇合適的注塑速度：根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和材料的流動性，選擇合適的注塑速度。對于壁厚較厚、結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品，可以采用較高的注塑速度，以提高生產(chǎn)效率；但對于壁厚較薄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，應(yīng)適當(dāng)降低注塑速度，避免產(chǎn)生氣泡和熔接痕?？梢酝ㄟ^分段注塑的方式，在不同的注塑階段采用不同的速度，以保證熔體能夠均勻填充模具型腔。

控制熔體溫度：根據(jù)TPR材料的特性，合理控制熔體溫度。熔體溫度應(yīng)控制在材料的加工溫度范圍內(nèi)，通常在180 – 220℃之間。在調(diào)整熔體溫度時，要注意觀察產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和尺寸變化，避免溫度過高或過低對產(chǎn)品造成不良影響?？梢酝ㄟ^在注塑機(jī)上安裝溫度傳感器，實時監(jiān)測熔體溫度，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

（四）優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

盡量使產(chǎn)品壁厚均勻：在產(chǎn)品設(shè)計階段，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)壁厚不均勻的情況?？梢酝ㄟ^增加加強(qiáng)筋或改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的方式，使產(chǎn)品壁厚更加均勻。對于一些壁厚較厚的部位，可以采用挖空或減薄的設(shè)計，以減少收縮差異。要注意加強(qiáng)筋的尺寸和形狀設(shè)計，避免加強(qiáng)筋與主體壁厚的差異過大。

簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：在滿足產(chǎn)品功能要求的前提下，盡量簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，減少孔、槽和細(xì)小特征部位的數(shù)量。對于一些不可避免的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以采用鑲件或二次成型的方式進(jìn)行處理，以降低熔體填充的難度，減少收縮不均的問題。

三、案例分析

某注塑廠在生產(chǎn)一款TPR材質(zhì)的手機(jī)保護(hù)套時，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品表面出現(xiàn)了明顯的收縮凹陷，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率較低。經(jīng)過對生產(chǎn)過程的詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)主要原因是模具澆口位置設(shè)計不合理，且保壓壓力不足。

針對這一問題，首先對模具進(jìn)行了改進(jìn)。將原來的單點澆口改為多點進(jìn)膠，在產(chǎn)品壁厚較厚的部位附近增加了兩個澆口，使熔體能夠更加均勻地填充模具型腔。調(diào)整了冷卻水道的布局，增加了冷卻水道的數(shù)量和密度，確保產(chǎn)品各部分的冷卻速度一致。

在注塑工藝方面，適當(dāng)提高了注塑壓力和保壓壓力。將注塑壓力從原來的80MPa提高到100MPa，保壓壓力從原來的60MPa提高到80MPa，并將保壓時間從原來的10秒延長到15秒。經(jīng)過這些調(diào)整后，再次進(jìn)行試模，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品表面的收縮凹陷明顯減少，產(chǎn)品合格率從原來的60%提高到了90%以上。

四、結(jié)論

TPR注塑機(jī)上產(chǎn)品出現(xiàn)收縮問題是由多種因素共同作用的結(jié)果，包括材料因素、模具因素、注塑工藝因素和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)因素等。要解決這一問題，需要從這些方面入手，采取綜合的措施。通過優(yōu)化材料處理、改進(jìn)模具設(shè)計、調(diào)整注塑工藝參數(shù)和優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方法，可以有效減少TPR注塑產(chǎn)品的收縮現(xiàn)象，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效益。在實際生產(chǎn)中，還需要根據(jù)具體的產(chǎn)品和生產(chǎn)情況，不斷摸索和總結(jié)經(jīng)驗，對各項參數(shù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，以達(dá)到最佳的生產(chǎn)效果。加強(qiáng)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制和檢測，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，也是保證TPR注塑產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。