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

一、TPR注塑產品收縮的原因分析

（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，其分子結構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，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。當產品冷卻時，這些氣泡周圍的材料會因失去支撐而發生收縮，導致產品表面出現凹陷或內部產生空洞。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，進一步加劇產品的收縮問題。

（二）模具因素

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

模具溫度控制不當：模具溫度過高會使熔體在模具內的冷卻時間延長，產品內部的分子鏈有更多時間進行松弛和排列，導致收縮率增大。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，內部產生內應力，冷卻后同樣會出現收縮問題。而且，模具溫度的不均勻分布也會造成產品各部分收縮不一致，影響產品質量。

（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，導致產品壁厚不均勻，冷卻時收縮程度不同。保壓壓力則是在注塑完成后，繼續對熔體施加壓力，以補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充而發生較大的收縮，使產品尺寸偏小或表面出現凹陷。

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，產生較高的熱量，使熔體溫度升高，流動性增強。這可能導致熔體在型腔內形成湍流，產生氣泡或熔接痕，同時也會使產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，可能導致填充不足，同樣會引起產品收縮問題。

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，但也會導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，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，導致產品出現缺料、縮痕等缺陷。

（四）產品結構因素

產品壁厚不均勻：當產品壁厚不均勻時，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。這種收縮差異會導致產品產生內應力，使產品變形或出現翹曲現象。在生產一些帶有加強筋或凸臺的產品時，如果加強筋或凸臺與主體壁厚的差異過大，就容易出現收縮問題。

產品結構復雜：產品結構復雜，如存在較多的孔、槽或細小的特征部位，會使熔體在填充過程中流動困難，容易在這些部位產生填充不足或應力集中的情況。冷卻時，這些部位會因收縮不均而導致產品出現變形或尺寸偏差。

二、解決TPR注塑產品收縮問題的措施

（一）優化材料處理

選擇合適的TPR材料：根據產品的性能要求和使用環境，選擇收縮率較小且性能穩定的TPR材料。在滿足產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。要與材料供應商密切溝通，了解不同牌號材料的收縮特性，以便在產品設計階段就進行合理的考慮。

做好材料的干燥處理：在注塑前，必須對TPR材料進行充分的干燥。一般采用除濕干燥機，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材料的特性和供應商的建議進行調整。干燥后的材料應存放在干燥的環境中，避免再次吸濕。還可以在注塑機的料斗中安裝干燥裝置，對進入料筒的材料進行實時干燥，確保材料在注塑過程中的干燥狀態。

（二）改進模具設計

合理設計澆口系統：根據產品的形狀和尺寸，合理選擇澆口的位置、數量和尺寸。對于壁厚較厚的產品，應將澆口設置在壁厚較厚的部位附近，以保證熔體能夠均勻填充。可以采用多點進膠的方式，增加澆口數量，減小熔體在填充過程中的阻力，使填充更加均勻。要根據材料的特性和產品的要求，合理設計澆口的尺寸，確保熔體能夠順利注入模具型腔。

優化冷卻系統設計：設計合理的冷卻水道布局，使冷卻水能夠均勻地流經模具的各個部位，保證產品各部分的冷卻速度一致。可以采用隨形水道設計，根據產品的形狀和壁厚變化，調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。冷卻水溫度應控制在20 – 30℃之間，具體溫度可根據材料的特性和產品的要求進行調整。

（三）調整注塑工藝參數

合理設置注塑壓力和保壓壓力：根據產品的形狀、尺寸和材料的特性，合理調整注塑壓力和保壓壓力。注塑壓力應足夠大，以確保熔體能夠充分填充模具型腔。保壓壓力應略高于注塑壓力，保壓時間應根據產品的壁厚和材料的收縮特性進行設定，通常為產品冷卻時間的70% – 80%。在調整過程中，可以通過試模的方法，逐步優化注塑壓力和保壓壓力的參數，直到產品達到最佳的尺寸精度和表面質量。

選擇合適的注塑速度：根據產品的結構和材料的流動性，選擇合適的注塑速度。對于壁厚較厚、結構簡單的產品，可以采用較高的注塑速度，以提高生產效率；但對于壁厚較薄、結構復雜的產品，應適當降低注塑速度，避免產生氣泡和熔接痕。可以通過分段注塑的方式，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TPR材料的特性，合理控制熔體溫度。熔體溫度應控制在材料的加工溫度范圍內，通常在180 – 220℃之間。在調整熔體溫度時，要注意觀察產品的外觀質量和尺寸變化，避免溫度過高或過低對產品造成不良影響。可以通過在注塑機上安裝溫度傳感器，實時監測熔體溫度，并根據需要進行調整。

（四）優化產品結構

盡量使產品壁厚均勻：在產品設計階段，應盡量避免出現壁厚不均勻的情況。可以通過增加加強筋或改變產品結構的方式，使產品壁厚更加均勻。對于一些壁厚較厚的部位，可以采用挖空或減薄的設計，以減少收縮差異。要注意加強筋的尺寸和形狀設計，避免加強筋與主體壁厚的差異過大。

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

三、案例分析

某注塑廠在生產一款TPR材質的手機保護套時，發現產品表面出現了明顯的收縮凹陷，導致產品合格率較低。經過對生產過程的詳細分析，發現主要原因是模具澆口位置設計不合理，且保壓壓力不足。

針對這一問題，首先對模具進行了改進。將原來的單點澆口改為多點進膠，在產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。調整了冷卻水道的布局，增加了冷卻水道的數量和密度，確保產品各部分的冷卻速度一致。

在注塑工藝方面，適當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。經過這些調整后，再次進行試模，發現產品表面的收縮凹陷明顯減少，產品合格率從原來的60%提高到了90%以上。

四、結論

TPR注塑機上產品出現收縮問題是由多種因素共同作用的結果，包括材料因素、模具因素、注塑工藝因素和產品結構因素等。要解決這一問題，需要從這些方面入手，采取綜合的措施。通過優化材料處理、改進模具設計、調整注塑工藝參數和優化產品結構等方法，可以有效減少TPR注塑產品的收縮現象，提高產品的質量和生產效益。在實際生產中，還需要根據具體的產品和生產情況，不斷摸索和總結經驗，對各項參數進行精細調整，以達到最佳的生產效果。加強生產過程中的質量控制和檢測，及時發現和解決問題，也是保證TPR注塑產品質量的重要環節。