适配 POM 成型的模具制造关键技术与精度保障方案

POM（聚甲醛）作为典型的结晶性工程塑料，凭借出色的刚性、耐磨性与尺寸稳定性，广泛应用于汽车、电子等精密部件制造领域。但其独特的材料属性对注塑模具的设计与制造提出了严苛要求，模具的工艺适配性直接决定制品质量与生产稳定性。以下从材料适配逻辑出发，详解 POM 注塑模具的制造关键与精度管控方法。

一、POM 特性导向的模具设计逻辑

POM 的两大核心特性主导模具设计方向：一是热稳定性欠佳，在高温下易降解且对铜离子敏感，接触铜材会加速老化；二是结晶收缩率高，成型后尺寸变化明显，需通过模具结构补偿。这要求模具在材质选择、结构布局上形成针对性解决方案。

材质选择上，型腔与型芯需兼顾耐磨性与抗降解性，预硬态 718H 合金钢成为优选，其 HRC 32-38 的硬度可抵御 POM 熔体的长期冲刷，且经钝化处理后能减少金属离子析出。传统铜制导柱、导套需全面替换为 SUS440C 不锈钢，从源头规避降解风险。

结构设计需围绕 “控温、排气、防滞留” 展开。浇注系统需缩短熔体流动路径，主流道直径按制品大小设为 3-6mm，浇口尺寸与壁厚精准匹配 —— 圆形浇口直径不小于壁厚的一半，长方形浇口宽度需达壁厚两倍，长度严控在 0.5mm 以内，避免熔体长时间滞留。温控系统采用分区设计，通过加热棒与冷却水道的协同作用，将模具温度稳定在 80-90℃，温差控制在 ±2℃内，水道间距保持 15-20mm，确保型腔温度均匀，助力 POM 结晶一致。排气系统则按材质细分：POM-H 排气槽厚度 0.01-0.02mm，POM-K 稍宽至 0.04mm，均以 3mm 宽度在熔体末端填充区密集布置，防止困气引发的焦痕缺陷。

展开剩余70%

二、模具制造的工艺适配要点

模具制造需建立 “精度优先、兼顾效率” 的流程体系，核心在于成型表面加工与装配精度的把控。

型腔加工采用 “高速铣削 + 电火花” 组合工艺：高速铣削以 15000rpm 转速快速成型基础轮廓，后续电火花加工细化表面，使粗糙度控制在 Ra≤0.4μm，满足 POM 制品的外观要求。加工过程中，每道工序均需经三坐标测量仪检测，定位精度确保在 ±0.002mm 以内，避免累计误差影响最终尺寸。

针对需后续处理的制品，模具表面可增加等离子体预处理环节。通过氧气等离子体的表面活化作用，能显著提升模具表面能，增强后续涂层的附着牢度，减少脱模时的摩擦损伤，间接延长模具寿命。

装配阶段需重点控制配合间隙：导柱与导套的配合间隙不超过 0.005mm，确保合模时的定位准确性；顶出机构需与型腔曲面精准贴合，顶针分布均匀，避免脱模时因受力不均导致制品变形。装配完成后需进行试模验证，通过实际注射测试调整排气、温控等细节，确保模具与 POM 成型特性适配。

三、全流程精度控制实施方案

精度控制需贯穿模具制造与使用全周期，从参数优化、尺寸补偿到维护检测形成闭环管理。

成型参数的协同优化是基础。熔胶温度需按材质差异化设定：POM-H 为 215℃，POM-K 为 205℃，机筒采用梯度控温，温差控制在 10-15℃，防止局部过热引发降解。注射速度采用中速偏快模式，背压不超过 200bar，减少剪切作用对材料的破坏；保压压力设定为注射压力的 60-70%，保压时间根据制品壁厚灵活调整，保障熔体充分填充。

尺寸精度控制需聚焦收缩补偿与变形防控。模具设计时预留 0.8-1.5% 的收缩量，结合制品结构采用顺序阀式浇口，通过分段填充平衡型腔压力，减少收缩不均。脱模斜度控制在 40′-1°30′，内壁斜度可适当减小，外壁略增，避免强制脱模导致的尺寸偏差。对精度要求较高的零件，成型后需进行退火处理，在 80℃环境下恒温 2 小时再随炉冷却，有效降低残余应力，提升尺寸稳定性。

检测与维护体系是精度保障的关键。模具出厂前采用激光扫描测量仪进行全尺寸检测，重复精度达 ±0.001mm；生产过程中，每运行 5000 模次需停机复检，重点检查导柱间隙、型腔表面磨损情况，若磨损量超过 0.005mm 需及时抛光修复。模具闲置时需彻底清理残留熔体，涂抹专用防锈剂，避免表面锈蚀影响成型精度。

四、实践应用与效果验证

在某汽车变速箱齿轮模具项目中，采用上述工艺方案后成效显著：718H 材质模具经优化设计，使用寿命达到 80 万模次，较传统模具提升 30%；制品尺寸公差稳定在 IT7 级，表面粗糙度降至 Ra 0.2μm，完全满足装配要求。通过针对性优化排气槽参数，困气缺陷发生率从初始的 10% 以上降至 0.5% 以下，生产效率提升明显，充分证明该工艺与精度控制体系的实用性。

综上，POM 注塑模具的制造需以材料特性为核心，通过针对性设计、精准加工与全周期管控，实现模具与成型工艺的深度适配，为精密 POM 制品生产提供可靠保障。

发布于：江苏省