Свиване и измятане при шприцване – практическо ръководство 2026

Въведение: свиване и измятане при шприцване

Свиването и измятането определят дали детайлът ще остане в толеранс или ще стане брак. Равномерното свиване може да се компенсира с корекция на кухината, докато измятането идва от неравномерно свиване в различни области.

Механизъм на свиването на пластмасата

Свиването е резултат от намаляването на обема на стопилката при охлаждане. При полукристалните материали се добавя и кристализационно свиване, затова PP, PA и POM обикновено се държат по-агресивно от ABS или PC.

Видове свиване

Термичното свиване съществува при всички термопласти. Кристализационното е характерно за полукристалните материали, а диференциалното описва разликите по посоки и зони, които водят до измятане.

Таблица с типични стойности

Тези стойности са изходна база за проектиране и корекция на матрицата. Реалният резултат винаги зависи от температурата на формата, задържащото налягане, дебелината на стената и момента на измерване.

Material	Typical range	Note
ABS	0.4-0.7%	amorphous / stable
PC	0.5-0.7%	good dimensional repeatability
PP	1.5-2.5%	semi-crystalline / high sensitivity
PA66	1.0-2.0%	affected by conditioning
POM	1.8-2.2%	needs solid mold compensation

Влияние на процесните параметри

По-високата температура на матрицата и слабият допресовъчен режим обикновено увеличават свиването. Добре настроеното допресоване и равномерното охлаждане подобряват размерната повторяемост.

Измятане: механизъм и причини

Измятането възниква, когато различни области на детайла се свиват по различен начин. След изваждане от матрицата вътрешните напрежения се освобождават и детайлът се огъва, усуква или изкривява.

Фактори за измятане

Чести фактори са различните дебелини на стената, асиметричните леяци, слабата вентилация, небалансираното охлаждане, ранното изхвърляне и ориентацията на влакната.

Проектиране на матрицата за контрол на свиването

Контролът започва в матрицата: балансирани пътища на потока, реалистични надбавки за свиване и симетрично темпериране. При критични повърхности леякът трябва да подава натиск до проблемната зона.

Охлаждаща система срещу измятане

Охлаждането често е най-силният лост срещу измятането. Добър дебит, правилно разположение на каналите и малка температурна разлика между вход и изход ограничават локалните горещи точки.

Задържащо налягане и затваряне на леяка

Задържащото налягане работи само докато леякът не е запечатан. Ако замръзне рано или налягането е ниско, масата на детайла пада и растат и свиването, и измятането.

Изчисляване на свиването

Полезен начален подход е: Размер на кухината = номинален размер × (1 + свиване). При 100 mm номинал и 1,5 % свиване размерът на кухината трябва да е 101,5 mm.

Tool size = Nominal size × (1 + shrinkage)

Методи за измерване и контрол на качеството

Измерването трябва да се прави след контролирано кондициониране, защото много материали продължават да се свиват и след изваждане. Нужни са фиксирани точки, еднаква сила и проследима документация.

Таблица за диагностика

Ако детайлите са твърде малки, най-често липсва достатъчен допресовъчен режим или компенсация в кухината. Ако се кривят, причината обикновено е в охлаждането, стените или позицията на леяка.

Симптом	Вероятна причина	Препоръчано действие
Детайлът е малък	недостатъчно задържащо налягане или малка компенсация	увеличете допресоването и проверете надбавката
Локално измятане	неравномерно охлаждане	изравнете температурите и каналите
Усукване след изхвърляне	асиметрична геометрия или леяк	прегледайте позицията на леяка и дебелините

CAE симулация за прогноза

CAE симулацията обединява пълнене, допресоване, охлаждане и прогноза за измятане. Тя не отменя реалните проби, но намалява броя на корекциите.

Софтуер	Производител	Силни страни	Типично приложение
Autodesk Moldflow	Autodesk, САЩ	Голяма база данни с материали (>10 000), интеграция с SolidWorks/NX, добро прогнозиране на warpage	Масово производство, прототипиране, оптимизиране на входа и леяковата система
Sigmasoft	Sigma Engineering, Германия	Пълна 3D симулация на процеса, отчита термичния цикъл на матрицата, висока точност	Технически детайли, корпуси за електроника, прецизни автомобилни компоненти
Moldex3D	CoreTech System, Тайван	Бързи изчисления, добра симулация на свиване за полукристални полимери	Азиатски производители, електрически машини за шприцване, леки детайли PP/PA

Машини Tederic за размерна стабилност

Машините Tederic подпомагат размерната стабилност чрез повторяемо превключване, стабилни профили на налягане и надежден температурен контрол. Това е критично при тесни толеранси.

Често задавани въпроси (FAQ)

Какво е типичното свиване на PP, ABS и PC?

Свиването зависи от вида полимер и условията на преработка: PP (полипропилен) се свива с 1,5–2,2 % (норма ISO 294-4:2018) – една от най-високите стойности сред стандартните термопласти. ABS има малко свиване 0,4–0,8 % поради аморфната си структура. PC (поликарбонат) се свива с 0,5–0,8 %. Винаги проверявайте данните в техническия паспорт на материала (TDS), тъй като свиването зависи от дебелината на стената, температурата на матрицата и налягането на задържане.

Защо шприцован детайл се измята?

Измятането (warpage) е резултат от диференциално свиване – различните зони на детайла се свиват с различна стойност, генерирайки вътрешни напрежения. Основни причини: (1) Неравномерно охлаждане – разлика в температурата >10°C между двете половини на матрицата; (2) Различна дебелина на стените – тънките зони се втвърдяват по-бързо от дебелите; (3) Твърде кратко налягане на задържане – недостатъчна компенсация на обемното свиване; (4) Анизотропия на материала – особено при PP и стъклени влакна. Машините Tederic NE1 с точност на поддържане на налягането ±1 MPa минимизират изменчивостта на процеса.

Как се измерва свиването на полимера съгласно ISO 294?

Измерването се извършва съгласно ISO 294-4:2018 върху стандартизирани плочи (60×60×2 мм или 150×150×3 мм) при строго определени условия: температура на матрицата съгласно TDS, налягане на шприцване 100 MPa, разчитане на плато по метода 95% маса. Измерване след 24 ч кондициониране при 23°C/50% RH. Паралелното и перпендикулярното свиване (спрямо посоката на течението) се измерват поотделно – за армирани материали разликата е типично 0,5–1,5 %. За производствена проверка се използват КИМ или 3D скенери GOM ATOS.

Какво е налягането на задържане за PP и как се изчислява?

Налягането на задържане за PP е типично 40–70 % от налягането на шприцване, което съответства на около 50–100 MPa в кухината. Начална точка: налягане на задържане = 0,5–0,7 × налягане на шприцване. Времето на задържане се определя чрез gate-freeze анализ: пробни шприцвания с нарастващо време на задържане (стъпки 0,5 с) до излизане на масата на детайла на плато. Машините Tederic NE с серво-клапани позволяват многостепенно профилиране на налягането, което е ключово за контрол на свиването при тънкостенни детайли.

Кога е рентабилна CAE симулацията за свиване и измятане?

CAE симулацията (Moldflow, Sigmasoft, Moldex3D) е икономически изгодна, когато: (1) Детайлът има сложна геометрия или неравномерна дебелина на стените (отношение >2:1); (2) Размерните изисквания са строги (допуски <0,2 мм); (3) Материалът е чувствителен към измятане (PA/GF, POM, армиран PP); (4) Матрицата е скъпа (>100 000 лв.) и модификациите биха били неизгодни. Цената на симулацията (обикновено 5 000–20 000 лв.) е винаги по-ниска от цената на една корекция на матрицата (>10 000 лв.).

Обобщение

Свиването е неизбежно, но измятането може да бъде овладяно. Когато материалът, матрицата, охлаждането и налягането се разглеждат заедно, стабилният размер идва значително по-бързо.