塑料品在表面的凹陷、空洞都称为"缩水",除了会影响产品外观亦会降低成品质量及强度。缩水的原因与成型技术、模具设计及使用塑料均有关系。
缩水是成品表面所发生的不良现象中最多的,大多发生于壁厚处,一般如果压力下降收缩机率就会较大。成型收缩率 (Mold shrinkage) 就是聚合物在成型冷却后的收缩,通常以百分比为单位。是这通常用于制造注塑模具的加工参数,从而获得成型后的理想尺寸。但是成型收缩率亦可以取决于成型时使用的参数。当零件由模具挤出冷却至室温后 , 其收缩亦会慢慢减少直至尺寸稳定。
例子 : ABS 的成型收缩率是 0.6%,即是代表工件在注塑成型后的尺寸会比模具尺寸缩小 0.6%,亦即是制作工模时,要预先将所有尺寸按比例放大 1.006倍。如果工件长度是 100mm,宽度是 50mm,那么工模的尺寸应该是长度 100.6mm及宽度 50.3mm。缩水率的量度方法:按 ASTM D955 (or ISO 294-4)标准,射出注塑 (Injection molding)及压缩注塑 (Compression Molding)的缩水率测量方法如下。一般塑料材料的收缩率是可分为物料流动方向 (Flow Direction) 和横跨流动方向 (Transverse Direction) ,而两者的数值亦有所不同。物料的流动方向就是指其退出模具入水口及进入模腔是的方向,而横跨流动方向就是垂直于流动方向的方向。
(a) 流动方向 (Flow Direction) 的缩水率计算 :
SFlow = 100*(LM-LS)/LM
LM为模腔长度, L S为冷却后工件的相对长度
(b) 横跨流动方向 (Transverse Direction) 的缩水率计算 :
STransverse = 100*(WM-WS)/WM WM为模腔宽度, W S为冷却后工件的相对宽度
缩水的成因:
(A) 塑料物料 :收缩在注射成型过程里是固有的。收缩的出现是因为聚合体的密度在加工成形温度与环境温度之间的变化所形成。在加工成形温度与环境温度之下,塑料工件的收缩率,按体积计算可能是多达 20%。不同类型的塑料原料,其缩水率是不同的。通常易缩水的原料都属于结晶性的,例如尼龙 (PA)、百折胶 (PP)等等。在射出过程中,结晶性塑料受热而成为流体状态,分子呈无规则排列 ; 当射入较冷的模腔时,塑料分子便慢慢整齐排列形成结晶,结果体积缩小小于规定尺寸范围,就是所谓的 “缩水 ”。