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1. 塑膠收縮率及其影響因素
熱塑性塑膠的特性是在加熱後膨脹，冷卻後收縮，當然加壓以後體積也將縮小。在射出成型過程中，首先將熔融塑膠注射入模具型腔內，充填結束後熔料冷卻固化，從模具中取出塑件時即出現收縮，此收縮稱為成型收縮。
塑件從模具取出到穩定這一段時間內，尺寸仍會出現微小的變化，一種變化是繼續收縮，此收縮稱為後收縮。另一種變化是某些吸濕性塑膠因吸濕而出現膨脹。例如尼龍610含水量為3%時，尺寸增加量為2%；玻璃纖維增強尼龍66的含水量為40%時尺寸增加量為 0.3%。但其中起主要作用的是成型收縮。
目前確定各種塑膠收縮率(成型收縮+後收縮)的方法，一般都推薦德國國家標準中DIN-16901的規定。即以23°C± 0.1°C時模具型腔尺寸與成型後放置24h，在溫度為23°C、相對濕度為50%±5%條件下測量出的相應塑件尺寸之差算出(圖1)。
但在確定收縮率時，由於實際的收縮率要受眾多因素的影響，也只能使用近似值，因而用式(A-2)計算型腔尺寸也基本上滿足要求。在製造模具時，型腔則按照下偏差加工，型芯則按上偏差加工，便於必要時可做適當的修整。
難以精確確定收縮率的主要原因，首先是因各種塑膠的收縮率不是一個定值，而是一個範圍。因為不同工廠生產的同種材料的收縮率不相同，即使是一個工廠生產的不同批號、同種材料的收縮率也不一樣。因而各廠只能為用戶提供該廠所生產塑膠的收縮率範圍。其次，在成型過程中的實際收縮率還受到塑件形狀、模具結構和成型條件等因素的影響。下面對這些因素的影響做一介紹。
2. 塑件形狀
對於成型件壁厚來說，一般由於厚壁的冷卻時間較長，因而收縮率也較大，如(圖2)所示。對一般塑件來說，當熔料流動方向 L 尺寸與垂直於熔料流方向W尺寸的差異較大時，則收縮率差異也較大。從熔料流動距離來看，遠離澆口部分的壓力損失大，因而該處的收縮率也比靠近澆口部位大。因加強筋、孔、凸台和雕刻等形狀具有收縮抗力，因而這些部位的收縮率較小。
因此，塑膠製品的形狀設計要滿足製品的使用要求。在滿足製品使用要求的情況下，盡可能使製品的形狀簡單。這樣有可能使模具結構簡單。
3. 模具結構與射出成型影響
(3-1)模具結構
澆口形式對收縮率也有影響。用小澆口時，因保壓結束之前澆口即化而使塑 件的收縮率增大。注塑模中的冷卻回路結構也是模具設計中的一個關鍵。冷卻回路設計得不恰當，則因塑件各處溫度不均衡而產生收縮差，其結果是使塑件尺寸超差或變形。在薄壁部分，模具溫度分佈對收縮率的影響則更為明顯。
(3-2) 成型條件
料管溫度(塑膠溫度較高時，壓力傳遞較好而使收縮力減小。但用小澆口時，因澆口固化早而使收縮率仍較大。對於厚壁塑件來說，即使料管料管溫度較高，其收縮仍較大。
(3-3) 補料
在成型條件中，儘量減少補料以使塑件尺寸保持穩定。但補料不足則無法保持壓力，也會使收縮率增大。
(3-4) 射出壓力
射出壓力是對收縮率影響較大的因素，特別是充填結束後的保壓。在一般情況下，壓力較大的時因材料的密度大，收縮率就較小。
(3-5) 射出速度
射出速度對收縮率的影響較小。但對於薄壁塑件或澆口非常小，以及使用強化材料時，射出速度加快則收縮率小。
(3-6) 模具溫度
通常模具溫度較高時收縮率也較大。但對於薄壁塑件，模具溫度高則熔料的流動阻抗小，而收縮率反而較小。
(3-7) 成型週期
成型週期與收縮率無直接關係。但需注意，當加快成型週期時，模具溫度、熔料溫度等必然也發生變化，從而也影響收縮率的變化。在做材料試驗時，應按照由所需產量決定的成型週期進行成型，並對塑件尺寸進行檢驗。
4. 塑膠製件的結構設計
塑膠製品通稱為塑膠製件，簡稱塑件。塑件的工藝性與其成型模具設計有著密切關係，因此必須認真分析塑件的工藝適應性，慎重考慮塑件的工藝結構，才能設計出合理的模具結構。
在實際生產中，塑膠模具由於其加工中的力學因素和熱力學因素限制了塑件外形的多樣性，若要將聚合物加工成具有一定功能用途的塑膠製件，除選用合適的塑料材料外，還必須考慮塑件的加工工藝性。所以，塑件的結構和外部輪廓設計必須遵循一定的原則：
- (a) 塑件應該滿足成型工藝的基本要求，即有利於熔融塑膠的注入以及塑件的最終成型。
- (b) 在塑件滿足使用要求及性能的前提下，塑膠產品結構力求簡單、壁厚均勻、使用方便。
- (c) 設計產品時應考慮結構合理，避免尖角和應力集中，同時結構不可過於複雜，要利於模具的設計、製造及成型工藝的實施。
- (d) 儘量在不影響使用性能的前提下，將塑件外形做得與周圍使用環境協調，並且外形美觀，體現製品應有的價值。
因此設計塑膠製件的結構必須根據選用塑膠的類型及其成型加工特點，確定相應而合理的成型工藝，並根據該成型工藝的特性而設計出相適應的塑膠結構件。由於塑膠有其特殊的物理機械性能，因此設計塑件時必須充分發揮其性能上的優點，避免或補償其缺點，在滿足使用要求的前提下，塑件形狀應盡可能地做到簡化模具結構，符合成型工藝特點。
5. 模具尺寸和製造公差
模具型腔和型芯的加工尺寸除了通過D=M(1+S)公式計算基本尺寸之外，還有一個加工公差的問題。按照慣例，模具的加工公差為塑件公差的1/3。但由於塑膠收縮率範圍和穩定性各有差異，首先必須合理化確定不同塑膠所成型塑件的尺寸公差。即由收縮率範圍較大或收縮率穩定較差塑膠成型塑件的尺寸公差應取得大一些。否則就可能出現大量尺寸超差的廢品。
為此，各國對塑膠件的尺寸公差專門制訂了國家標準或行業標準。中國也曾制訂了部級專業標準。但大都無相應的模具型腔的尺寸公差。德國國家標準中專門制訂了塑件尺寸公差的DIN16901標準及相應的模具型腔尺寸公差的DIN16749標準。此標準在世界上具有較大的影響，因而可供塑膠模具行業參考。
6. 關於塑件的尺寸公差和允許偏差
為了合理地確定不同收縮特性材料所成型塑件的尺寸公差，讓標準引入了成型收縮差AVS這一概念(圖3)。
根據塑膠△VS值，將各種塑膠的收縮特性分為4個組。△VS 值最小的組是高精度組，以此類推，△VS值最大的組為低精度組。並按照基本尺寸編制了精密技術、110、120、130、140、150和160公差組。並規定，用收縮特性最穩定的塑膠成型塑件的尺寸公差可選用110、120和130組。用收縮特性中等穩定的塑膠成型塑件的尺寸公差選用120、130和140。如果用這類塑膠成型塑件的尺寸公差選用 110 組時，即可能出大量尺寸超差塑件。用收縮特性較差的塑膠成型塑件的尺寸公 差選用130、140 和150組。用收縮特性最差的塑膠成型塑件的尺寸公差選用140、150和160組。
☆ 其他參考資料及文章
★ 【塑膠產品成型收縮率】(按圖超連結)
★ 【模具零件公差與配合尺寸標註】(按圖超連結)
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