常见的
ABS 、PP 材料线膨胀系数高（
ABS 约 8.1×10⁻⁵/℃
），高温下易热胀冷缩。 POM 材料收缩率达 2%-3%
，普通工程塑料如 PA66 吸水率约 1.5%
，水分影响熔体流动性，加剧变形风险。
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工艺参数 |
问题表现 |
影响结果 |
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熔体温度 |
过高（
>250℃ ）或过低（<200℃）
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过度软化
/ 充模不足，内应力增加
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保压压力 |
低于注射压力
60% |
收缩补偿不足，表面缩水 |
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冷却时间 |
不均（温差
> 8℃）
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局部应力集中，几何变形 |
叶片壁厚差若超过
0.5mm，冷却速率差异会导致收缩不一致。轮毂与叶片连接过渡半径小于 1mm 时，叶轮高速旋转（
>3000rpm）易因离心力产生形变，实测变形量可达 0.3mm
。
叶轮在 60℃ 以上环境长期工作，材料拉伸强度每年下降 5%-8%。温差超 30℃ 的频繁冷热循环，会使材料疲劳，变形概率提升 3 倍。
1. 高性能材料选型
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材料类型 |
代表型号 |
关键性能指标 |
适用场景 |
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耐高温塑料 |
PEEK CF30 |
耐温
- 100℃~260℃ ，收缩率 0.4%-0.7%（含玻纤取向）
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商用高温场景 |
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增强工程塑料 |
30%GF-PP |
刚性提升
50%，收缩率降至 0.8%，模具浇口需从
1.2mm 增至 1.8-2.0mm
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家用场景 |
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低吸湿材料 |
PPS GF40 |
吸水率
≤0.02% ，流动方向收缩率 0.2-0.4%，垂直方向
0.6-0.8%
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潮湿环境或频繁清洗场景 |
2. 改性工艺优化
添加
15%-30% 玻璃纤维（GF），可使材料弹性模量提升
60%-80% 。加入 2%
纳米二氧化硅（ SiO₂ ），能改善材料导热均匀性。
温度闭环控制
PEEK 材料熔体温度控制在 390±5℃，模具采用
H13 电渣重熔钢材（硬度 52-54HRC
） ，模温机使用导热油，模具温度保持在 180-200℃。冷却系统主流道直径
10mm ，分支 8mm 螺旋水道，确保雷诺数
> 4000 。
压力
- 时间曲线优化保压分两段：一段保压为注射压力的 75%，持续
10s ；二段保压为 50%
，持续 15s 。减压速率控制在 5MPa/s
以内。
1. 叶片几何优化
叶片厚度统一为
2.5±0.1mm，增加 1.5° 脱模斜度，采用
NACA 翼型截面，并在叶片背面增加 3
条宽度 1mm 的弧形导流槽。
2. 轮毂强化结构
轮毂内部设置
4 条高度 2mm 的加强筋（夹角
90°），根部设计 0.5mm
圆角，筋条厚度不超过轮毂壁厚的 60%。叶片与轮毂连接部采用
R3mm 圆角过渡。
内置 PT100 温度传感器，当物料温度 > 70℃时，自动降低搅拌转速。设置 5 分钟间隔冷却机制。喷涂 5-10μm 厚度的聚四氟乙烯（ PTFE ）涂层，降低表面摩擦系数 30% 。
材料验证：完成
3 种候选材料的热变形测试（GB/T 1633）和收缩率测定（
GB/T 11336） 。
模具迭代：通过
Moldflow 模拟，模具精度控制在 ±0.03mm（关键尺寸） 。
工艺调试：采用正交试验法（
L9 (3⁴)）优化参数。
量产验证：
500 件样品进行寿命测试，模拟每天工作 2 小时，持续
180 天。
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检测项目 |
优化后标准 |
检测方法 |
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径向变形量 |
≤0.1mm |
三坐标
+ 影像测量仪组合
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缩水率 |
0.6%-0.7% |
投影测量仪
+ 三次称重法（水煮去应力）
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高温寿命 |
≥500
小时
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70℃恒温
+ 1500-3500rpm 变频负载循环
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冷热循环次数 |
≥150
次
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-20℃~60℃循环测试（
GB/T 2423.3）
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材料选择：家用选
30% GF-PP，新料与回料比例≤3:1 。
模具设计：叶片脱模斜度
= 0.8°+0.01× 叶片高度（mm），冷却水道与型腔距离
= 2× 制品厚度（mm
）且 ≥15mm。
生产调试：遵循
“先调模温后调压，保压时间看壁厚；缩水先查排气槽，变形必检冷却道；首件连打十模稳，再谈量产合格品”
原则。
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