翘曲是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状，它是塑料制品常见的缺陷之一。随着塑料工业的发展，人们对塑料制品的外观和使用性能要求越来越高，翘曲变形程度作为评定产品质量的重要指标之一也越来越多地受到模具设计者的关注与重视。模具设计者希望在设计阶段预测出塑料件可能产生翘曲的原因，以便加以优化设计，从而提高注塑生产的效率和质量，缩短模具设计周期，降低成本。
一．模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响
在模具设计方面，影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。 1．浇注系统的设计
注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态，从而导致塑件产生变形。
流动距离越长，由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大；反之，流动距离越短，从浇口到制件流动末端的流动时间越短，充模时冻结层厚度减薄，内应力降低，翘曲变形也会因此大为减少。大型平板形塑件，如果只使用一个中心浇口或一个侧浇口，因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率，成型后的塑件会产生扭曲变形；若改用多个点浇口或薄膜型浇口，则可有效地防止翘曲变形。
当采用点浇进行成型时，同样由于塑料收缩的异向性，浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响;实验表明，浇口位置具很重要，但并非浇口数目越多越好。
另外，多浇口的使用还能使塑料的流动比（L／t）缩短，从而使模腔内物料密度更趋均匀，收缩更均匀。同时，整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向，降低其内应力，因而可减少塑件的变形。
2．冷却系统的设计 在注射过程中，塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀，这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。
如果在注射成型平板形塑件时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大，由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来，而贴近热模腔面的料层则会继续收缩，收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此，注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡，两者的温差不能太大。
除了考虑塑件内外表面的温度趋于平衡外，还应考虑塑件各侧的温度一致，即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致，使塑件各处的冷却速度均衡，从而使各处的收缩更趋均匀，有效地防止变形的产生。因此，模具上冷却水孔的布置至关重要。在管壁至型腔表面距离确定后，应尽可能使冷却水孔之间的距离小，才能保证型腔壁的温度均匀一致。同时，由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升，使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此，要求每个冷却回路的水道长度小于2m。在大型模具中应设置数条冷却回路，一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。对于长条形塑件，应采用均行冷却回路，减少冷却回路的长度，即减少模具的温差，从而保证塑件均匀冷却。
3．顶出系统的设计
顶出系统的设计也直接影响塑件的变形。如果顶出系统布置不平衡，将造成顶出力的不平衡而使塑件变形。因此，在设计顶出系统时应力求与脱模阻力相平衡。另外，顶出杆的截面积不能太小，以防塑件单位面积受力过大（尤其在脱模温度太高时）而使塑件产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。在不影响塑件质量（包括使用要求、尺寸精度与外观等）的前提下，应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形。
用软质塑料来生产大型深腔薄壁的塑件时，由于脱模阻力较大，而材料又较软，如果完全采用单一的机械式顶出方式，将使塑件产生变形，甚至顶穿或产生折叠而造成塑件报废，如改用多元件联合或气（液）压与机械式顶出相结合的方式效果会更好。
二．塑化阶段对制品翘曲变形的影响
塑化阶段即玻璃态的料粒转化为粘流态，提供充模所需的熔体。在这个过程中，聚合物的温度在轴向、径向(相对螺杆而言)的温差会使塑料产生应力；另外，注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时分子的取向程度，进而引起翘曲变形。
三．充模及冷却阶段对制品翘曲变形的影响 熔融态的塑料在注射压力的作用下，充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固的过程是注射成型的关键环节。在这个过程中，温度、压力、速度三者相互耦合作用，对塑件的质量和生产效率均有极大的影响。较高的压力和流速会产生高剪切速率，从而引起平行于流动方向和垂直于流动方向的分子取向的差异，同时产生“冻结效应”。“冻结效应”将产生冻结应力，形成塑件的内应力。温度对翘曲变形的影响体现在以下几个方面。
(1) 塑件上、下表面温差会引起热应力和热变形；
(2) 塑件不同区域之间的温度差将引起不同区域间的不均匀收缩； (3) 不同的温度状态会影响塑料件的收缩率。 四．脱模阶段对制品翘曲变形的影响
塑件在脱离型腔并冷却至室温的过程中多为玻璃态聚合物。脱模力不平衡、推出机构运动不平稳或脱模顶出面积不当很容易使制品变形。同时，在充模和冷却阶段冻结在塑件内的应力由于失去外界的约束，将会以变形的形式释放出来，从而导致翘曲变形。
五．注塑制品的收缩对翘曲变形的影响
注塑制品翘曲变形的直接原因在于塑件的不均匀收缩。如果在模具设计阶段不考虑填充过程中收缩的影响，则制品的几何形状会与设计要求相差很大，严重的变形会致使制品报废。除填充阶段会引起变形外，模具上下壁面的温度差也将引起塑件上下表面收缩的差异，从而产生翘曲变形。
对翘曲分析而言，收缩本身并不重要，重要的是收缩上的差异。在注塑成型过程中，熔融塑料在注射充模阶段由于聚合物分子沿流动方向的排列使塑料在流动方向上的收缩率比垂直方向的收缩率大，而使注塑件产生翘曲变形。一般均匀收缩只引起塑料件体积上的变化，只有不均匀收缩才会引起翘曲变形。结晶型塑料在流动方向与垂直方向上的收缩率之差较非结晶型塑料大，而且其收缩率也较非结晶型塑料大，结晶型塑料大的收缩率与其收缩的异向性叠加后导致结晶型塑料件翘曲变形的倾向较非结晶型塑料大得多。
六．残余热应力对制品翘曲变形的影响 在注射成型过程中，残余热应力是引起翘曲变形的一个重要因素，而且对注塑制品的质量有较大的影响。由于残余热应力对制品翘曲变形的影响非常复杂，模具设计者可以借助于注塑CAE软件进行分析和预测。
八、结论
影响注塑制品翘曲变形的因素有很多，模具的结构、塑料材料的热物理性能以及注射成型过程的条件和参数均对制品的翘曲变形有不同程度的影响。因此，对注塑制品翘曲变形机理的研究必须综合考虑整个成型过程和材料性能等多方面的因素。
注塑翘曲问题解决办法
翘曲的定义：制品顶出后不规则的尺寸变化 一．射出成形机 1．料管温度太低
料管温度太低时，融胶温度低，勉强以高速成形时，残余剪切应力大，又没有足够的时
间将残余应力释放，容易翘曲。
2.喷嘴温度太低
塑料在料管内吸收加热带释放的热量以及螺杆转动引起塑料分子相对运动产生的磨擦热，温度逐渐升高。料管中的最后一个加热区为喷嘴，融胶到此应该达到理想的料温，但须适度加热，以保持最挂状态。如果喷嘴温度设定得不够高，因喷嘴和模具接触带走的热太多，料温就会降下来，勉强以高速成形时，残余剪切应力大，又没有足够的时间将残余应力释放，容易翘曲。一般将喷嘴区温度设定得比前区温度高6℃。
3.融胶温度太低或/和射出压力太高
融胶温度和射出压力是塑胶成形过程中对翘曲影响较大的两个参数。融胶温度太低或/和射压太高会产生高的残余应力，容易翘曲。
若要减少翘曲，融胶温度要在可用范围内调到最高，射出压力要在可行范围内调到最低。 4.保压压力或保压时间不当 保压压力太高，不仅因补充料流动而冷凝入塑胶的残余剪切应力高，而且塑胶的压应力也高，容易翘曲。
保压压力太低，浇口附近发生回流，不仅产生因流动而冷凝入塑胶的残余剪切应力，而且由于制品中央体积收缩率大（低压故），外围体积收缩率小，因内外体积收缩率差异大而
产生的残余张、压应力大，容易翘曲。螺杆推到底后，螺杆至少停留2秒，以保持缓充。
保压时间太短，螺杆松退时浇口附近发生回流，残余应力大，容易翘曲。保压压力要适中，保压时间要延长到浇口凝固为止。
5.停留时间不当
停留时间太短，融胶温度低，即使勉强将模穴填满，保压时还是无法将塑胶压实，冷却
时回旋空间太大，容易翘曲。射料对料管料之比，应在1/1.5和1/4之间。
6.循环时间不当
当冷却时间太短时，塑胶尚软，若被顶出，在没有约束的状况下收缩，容易翘曲。冷却时间须延长到塑胶定型到足够坚强为止；模穴是最好的Fixture,提供最合身的约束。
7.缓充不够
缓充不够时，模穴内的塑胶填压不足。塑胶在相对松退的情况下冷却，回旋空间太大，
容易翘曲。螺杆推到底后，至少停留原处2秒，以保持缓充，缓充最少要有3mm长。
二．模具
1.公、母模温差大 公母模温差大，因冷却产生的残余剪力对壁厚的中心面不对称，弯曲力矩大，容易翘曲。更改冷却设计，减少公、母模温差，可以减少翘曲。
2.模温太低 模温太低，残余剪切应力大，又没有足够的时间将残余应力释放，容易翘曲。提高模温，可以减少翘曲。模温可从材料厂商的建议值开始设定。每次调整的增量为6℃，射胶10次，成形情况稳定后，根据结果，决定是否进一步调整。
3.模穴厚、薄差异太大 这和制品设计有关，薄的地方先冷，厚的地方后冷。厚薄差异大时，体积收缩率差异大，残余应力大。当残余应力克服了零件的强度，就会产生翘曲。Shrinkage Fixture或许可以治标，但不能治本。因为Fixture无法消除残余应力。当制品移至高温或其他恶劣环境下，残余应力会释放出来，翘曲还是有可能产生。治本之计是作好制品设计，使得制品厚度均一，冷却时体积收缩率差异小，残余应力小，翘曲自然小。
4.浇口的数目或位置不当
无论浇口的数目或位置不当，都会使得流长太长，流阻太大，相应的射压也须提高，塑胶分子被拉伸、压挤，机械应力强行加入，残余应力大，容易翘曲。浇口附近压力高，塑胶体积收缩率小，最后充填处压力低，塑胶体积收缩率大，流长太长时，上下游塑胶体积收缩
率差异大，残余应力大，容易翘曲。参考材料厂商的建议，采用适当的流长厚度比。浇口位置的决定，要遵循充填均衡的原则即各融胶波前到达模穴末端和形成熔合线的时间基本一致。充填应先厚后薄、先平后弯。进浇应让融胶遭遇立即的阻挡以避免喷流。这样可以降低残余应力，减少翘曲。
5.浇口(Sprue )、流道(Runner)或/和浇口(Gate)太小或/和太长 浇道、流道或/和浇口太小或/和太长，流阻提高，射压也须相应提高，塑胶分子被位伸、压挤，机械应力强行加入，残余应力大，容易翘曲。
6.顶出不均
顶出时制品尚热，顶出不直、不均、不一致，制品容易翘曲。检查顶出系统，并作必要的调整。适度润滑所有运动零件。大模具的顶出板必须采用引导，以免模板中央因自重下垂。
三．塑料 流动性不佳
薄壳成形时，选择容易流动的塑胶是很自然的。但是容易流动的塑胶往往不够坚强，残余应力即使得不很大，也有可能造成翘曲。选择塑胶应以容易流但不会溢料为准。可以参考材料厂商的建议。
四．操作员
顶出的制品，操作员不照规定置放，就有可能产生翘曲。平常应该不断的教育操作员，让大家了解保持良好成形操作习惯的重要性，认清成形循环不一致可能造成的严重后果。操
作员的轮班休息应该合理，以免体力不继，精神不集中，而造成失误。
采用机器人等进行自动化是保持成形循环一致的一条路。
翘曲变形的原因分析
注塑制品变形、弯曲、扭曲现象的发生主要是由于塑料成型时流动方向的收缩率比垂直方向的大，使制件各向收缩率不同而翘曲，又由于注射充模时不可避免地在制件内部残留有较大的内应力而引起翘曲，这些都是高应力取向造成的变形的表现。所以从根本上说，模具设计决定了制件的翘曲倾向，要通过变更成型条件来抑制这种倾向是十分困难的，最终解决问题必须从模具设计和改良着手。这种现象的主要有以下几个方面造成：
1．模具方面：
（1）制件的厚度、质量要均匀。
（2）冷却系统的设计要使模具型腔各部分温度均匀，浇注系统要使料流对称避免因流动方向、收缩率不同而造成翘曲，适当加粗较难成型部份的分流道、主流道，尽量消除型腔内的密度差、压力差、温度差。
（3）制件厚薄的过渡区及转角要足够圆滑，要有良好的脱模性，如增加脱模余度，改善模面的抛光，顶出系统要保持平衡。
（4）排气要良好。
（5）增加制件壁厚或增加抗翘曲方向，由加强筋来增强制件抗翘曲能力。 （6）模具所用的材料强度。 2．塑料方面：
结晶型比非结晶型塑料出现的翘曲变形机会多，加之结晶型塑料可利用结晶度随冷却速度增大而降低，收缩率变小的结晶过程来矫正翘曲变形。一定要选择适合的材料,比如复合填充改性材料可以有效减少翘曲变形。
3．加工方面：
（1）注射压力太高，保压时间太长，熔料温度太低速度太快会造成内应力增加而出现翘曲变形。
（2）模具温度过高，冷却时间过短，使脱模时的制件过热而出现顶出变形。
（3）在保持最低限度充料量下减少螺杆转速和背压降低密度来限制内应力的产生。 （4）必要时可对容易翘曲变形的制件进行模具软性定型或脱模后进行退火处理。
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