為何玻纖增強塑膠的變形難以通過工藝優化
大家在平時工作中多少都會遇到玻纖增強塑膠的翹曲問題，嘗試通過工藝來優化時總是收效甚微。為何？今天就來聊聊這個問題。
先說兩個我遇到的案例。第一個是普通的蓋子，長寬大概100mmx50mm，壁厚1.5mm。材料是PBT + 30%GF。蓋子兩頭上翹大於1mm。客戶不願意動結構，那就只有優化工藝。一開始是做DOE研究料溫，射速，壓力這幾個主要參數，收效甚微（關於成型工藝的DOE其實蠻有意思，以後單獨聊）。後來就試了最極端的工藝，母模接冰水，公模80度熱水。模具嘎嘎響的情況下強打了幾模，但是，這麼極端的條件下蓋子的變形竟然只有很輕微的降低!
還是不死心，換一個不含玻纖的PP上去，採用剛才的極限模溫，產品中間的平板區域直接拱起來了。兩種料對模溫的反饋差異也太大了吧！
（不同材料對極限工藝的變形反饋差異很大）
再說第二個案例，一米多長的側翼板，材料是PP + LGF20。翹曲太大，裝配時螺栓安裝孔歪掉很多，需要用很大力才能扳正。跟上面案例差不多，經過一頓極限工藝參數調整，收效甚微。
（不合理的澆口設計加劇了產品翹曲）
不是說好的翹曲跟工藝關係很大么？而且為啥純PP對工藝的反饋又那麼明顯？要回答這個問題，還真是蠻難的，在下理論水平有限，光講理論講不通，這裡還是走捷徑用模擬來解釋。
下圖是兩個典型的翹曲結構，這裡我將對比模流分析的變形和用聯合模擬的方法單純考慮玻纖取向原因造成的變形。看看他們的差異。
（典型的翹曲結構）
聯合模擬所用到的關鍵參數是塑膠材料的CTE，它可以用來表現塑膠頂出後的收縮過程。所以，整個模擬模擬的就是單純由於玻纖取向原因造成的材料各向異性對塑膠產品翹曲的影響。下面是分析結果對比：
（翹曲細節是如此的相似）
神奇是，結構模擬的變形結果盡然和模流的翹曲結果極其類似。即便從變形的細節模式看，也是幾乎一樣。翹曲量值也是相差不大，量值這裡有巧合的因素，也有必然的原因。這裡就不細聊，細聊我估計也聊不清楚，要能聊清楚得請到模流軟體翹曲求解器的開發工程師。這裡要強調，聯合模擬的結果是只考慮了玻纖排向原因造成的收縮異向性。什麼PVT曲線歷程，殘餘應力，分子鏈拉扯等模流會考慮的玄乎變數是沒有考慮的。
這說明了什麼？我的觀點是：對於玻纖增強材料，玻纖排向是翹曲模式和量值的決定性因素。其他諸如，模具溫度分布，注塑速度，壓力等只會部分加劇或減弱變形量值，不那麼關鍵，無法改變整體變形趨勢。為什麼？因為你怎麼調那些工藝參數也沒法把它玻纖排向的整體格局改變啊。再說嚴謹一點，射速有影響，但抱歉，很多時候實在無法改變大局。回過頭再回答本文題目所講問題，還能自圓其說？
也遇到過為了改翹曲，把冷卻時間加得很長，也確實有效果。但這樣不就跟注塑後加治具矯正一個意思么？屬於極限工藝，意思不大，而且再做環境測試時，多半還是要反彈回來。能不能用還是看具體產品。
所以，以後再遇到需要做工藝優化改善玻纖增強塑膠翹曲時，不妨先想一想，改善的目標是多少，現有水路布局能不能設置需要的溫差，周期有沒有加長的空間等等。把這些問題想清楚了，能避免很多彎路。
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