做 PEEK 精密注塑的同行都知道，薄壁件（壁厚≤1.5mm）的翘曲问题，简直是行业里的 “老大难”。前阵子有个客户找我，他们生产 PEEK 通讯部件，壁厚只有 0.8mm，成品翘曲度超了 0.2mm，根本没法装配，试了调整保压、优化射胶速度，折腾了半个月都没解决，最后差点把订单丢了。

其实 PEEK 薄壁件翘曲，根源不在成型参数，而在冷却 —— 普通冷却方式没法让模具各区域温度均匀，导致塑件不同部位收缩不一致，自然就翘了。今天就跟大家聊聊 “分层冷却技术”，这是我这几年摸索出的解决 PEEK 薄壁件翘曲的新思路，从原理到实操，再到避坑要点，咱们一点一点说透，让大家少走弯路。

一、先搞懂：PEEK 薄壁件为啥总翘曲？

要解决翘曲问题，得先明白它的 “病根”。PEEK 这材料本身收缩率就特殊，成型后结晶收缩率能到 1.5%-2.5%，比普通塑料高不少，而薄壁件散热快、热量分布不均，更是把这个问题放大了。

首先是温度梯度差。PEEK 薄壁件在模具里，靠近型腔表面的部分先接触低温模具壁，快速冷却结晶；而内部的熔体冷却慢，结晶时间长。这一快一慢，就导致塑件内外层结晶度不一样 —— 外层结晶度低、收缩小，内层结晶度高、收缩大，里外 “拉拽” 着，塑件自然就翘起来了。我之前测过一个 0.8mm 厚的 PEEK 件，表面温度降到 150℃时，内部温度还在 280℃，温差这么大，想不翘都难。

然后是模具冷却不均。普通冷却就是在模具里钻几个水路，水流一冲了之，但薄壁件模具型腔复杂，有的地方水路近、冷却快，有的地方水路远、冷却慢。比如一个带筋条的 PEEK 薄壁件，筋条处壁厚只有 0.5mm，周围壁厚 1.0mm，筋条处冷却快，周围冷却慢，收缩不一样，筋条就会往冷却慢的方向翘曲。

还有应力释放问题。PEEK 薄壁件在射胶时，熔体在窄小的型腔里流动速度快，分子链被强行拉伸，要是冷却时温度降得太快，这些拉伸应力来不及释放，就会残留在塑件里，等塑件脱模后，应力一释放，就会发生翘曲。之前有个客户为了提高效率，把冷却时间从 20 秒降到 12 秒，结果翘曲度直接翻倍，就是因为应力没释放干净。

普通冷却方式要么 “一刀切”—— 整个模具用同一温度冷却，要么 “顾此失彼”—— 只能照顾到局部，根本解决不了这些问题。而分层冷却技术，就是通过 “分区域、控梯度” 的冷却思路，把这些难题一一破解。

二、分层冷却技术：原理不复杂，关键在 “分层控温”

很多人一听 “分层冷却”，觉得是高科技，不敢尝试，其实原理很简单：就是把模具分成不同的冷却区域，每个区域用独立的温控系统，根据塑件不同部位的壁厚、形状，精准控制冷却速度和温度梯度，让塑件各部位同步冷却、均匀收缩，从根源上解决翘曲。

具体来说，这项技术要做好 “三个分层”，这也是我多年实操总结的核心要点：

（一）模具区域分层：按塑件需求划分冷却单元

首先要根据 PEEK 薄壁件的结构，把模具分成不同的冷却区域。比如一个带边缘、筋条、孔位的薄壁件，要分成三个区域：

边缘区域：薄壁件边缘通常是熔体最后填充的地方，温度高，而且边缘散热快，容易先冷却，要单独设一个冷却单元，冷却速度稍慢，避免边缘先硬、中间后缩导致翘曲；筋条区域：筋条壁厚薄（通常 0.3-0.8mm），冷却速度最快，要设独立冷却单元，适当提高冷却温度，减缓冷却速度，和周围厚壁区域的冷却节奏保持一致；孔位区域：孔位周围熔体流动复杂，容易产生应力集中，冷却时要控制温度梯度，避免孔位周围收缩不均导致变形。

划分区域时要注意，每个冷却单元的面积不能太大，最好控制在 50mm×50mm 以内，不然温度控制精度会下降。我之前帮一个客户改模具，一开始把两个筋条划在一个单元里，结果两个筋条翘曲度差了 0.05mm，后来分成两个独立单元，误差就控制在 0.02mm 以内了。

（二）温度梯度分层：让塑件 “从外到内” 缓慢降温

PEEK 薄壁件翘曲的关键是内外层冷却速度差，所以分层冷却要控制好 “温度梯度”—— 让塑件从表面到内部，形成一个缓慢递减的温度梯度，而不是 “断崖式” 降温。

具体怎么做？要配合多段模温机，给每个冷却区域设定不同的温度：

型腔表面温度：比 PEEK 的玻璃化温度（143℃）高 10-20℃，一般设为 150-160℃，让塑件表面缓慢结晶，避免快速冷却产生应力；模具中层温度：比型腔表面低 20-30℃，设为 120-140℃，引导热量从塑件内部缓慢向外传递；模具背部温度：比中层再低 30-40℃，设为 80-110℃，确保热量能快速排出模具。

这样一来，塑件从外到内的温度梯度能控制在 30-50℃以内，而普通冷却的温度梯度能到 80-100℃，差距明显。我之前测过一个 1.0mm 厚的 PEEK 件，用分层冷却后，表面温度 155℃时，内部温度 180℃，温差只有 25℃，冷却后翘曲度从 0.18mm 降到了 0.03mm，完全符合客户要求。

（三）冷却介质分层：水路 + 气冷，兼顾效率与精度

光有温度控制还不够，冷却介质的选择也很关键。PEEK 薄壁件冷却既要保证效率，又要避免局部过冷，所以要采用 “水路 + 气冷” 的分层介质方案：

主要区域用水冷：模具的大面积区域（如边缘、平面）用传统水路冷却，水路直径选 6-8mm，间距控制在 30-40mm，比普通冷却的间距（50-60mm）更密，确保热量均匀带走；精密区域用气冷：像筋条、孔位这些薄壁、复杂的区域，水路没法贴近，就用高压气冷（气压 0.4-0.6MPa），通过细小的气嘴（直径 1-2mm）对着这些区域吹气，精准控制冷却速度。

这里要注意，气冷的温度要和对应区域的模温匹配，不能用常温空气吹，不然会导致局部温度骤降。我通常会在气冷管路里加一个小型加热器，把空气加热到和模温相近的温度（比如筋条区域模温 140℃，就把气冷温度设为 135-140℃），这样既能快速散热，又不会产生温度波动。

三、实操避坑：这些细节没做好，技术等于白用

分层冷却技术看着简单，但实操中很多人因为细节没做好，效果大打折扣。结合我这些年的经验，跟大家说几个必须避开的坑：

（一）模具水路设计别 “将就”

很多客户觉得 “反正有分层冷却，水路随便钻钻就行”，这是大错特错。水路是冷却的基础，要是水路离型腔太远，再精准的温度控制也没用。

水路到型腔表面的距离，必须控制在 1.5-2 倍的水路直径以内，比如水路直径 8mm，距离就不能超过 16mm；水路要避免 “死角”，比如筋条下方、孔位周围，一定要让水路环绕这些区域，实在没法环绕的，就用 “盲孔 + 导热棒”—— 在模具里钻盲孔，插入铜制导热棒（铜的导热系数高），一头贴近型腔，一头对着水路，让热量通过导热棒传递到水路里。

之前有个客户做 PEEK 薄壁齿轮，齿根处壁厚 0.6mm，水路离齿根有 20mm，结果齿根处冷却慢，齿轮翘曲严重。后来我帮他们改了模具，在齿根处加了导热棒，把距离缩短到 12mm，问题一下子就解决了。

（二）模温机选型别 “图便宜”

分层冷却需要多段模温机，有的客户为了省钱，买那种普通的双段模温机，强行分成多个区域，结果温度控制精度差，不同区域温度串扰严重。

必须选独立多段模温机，每个区域的加热、控温都是独立的，温度波动≤±0.5℃；模温机的流量也要匹配，每个冷却区域的流量要能单独调节，一般控制在 5-10L/min，流量太小，热量带不走，流量太大，温度会不稳定。

我之前遇到过一个客户，用普通双段模温机控制三个区域，结果两个相邻区域的温度差只有 5℃，根本达不到分层效果，后来换成四段独立模温机，温度差能稳定在 20℃，翘曲度立马降下来了。

（三）冷却时间别 “一刀切”

很多人觉得分层冷却能加快效率，随便缩短冷却时间，这是误区。PEEK 薄壁件虽然散热快，但结晶需要时间，冷却时间太短，结晶不充分，不仅会翘曲，还会影响塑件的强度。

冷却时间要根据壁厚算，一般是 “壁厚（mm）×8-10 秒”，比如 0.8mm 厚的塑件，冷却时间至少要 6.4-8 秒；脱模时的塑件温度也很关键，必须降到玻璃化温度以下（≤140℃），不然脱模后温度继续下降，还会发生二次收缩翘曲。我通常会在模具里装温度传感器，实时监测塑件温度，温度达标了再脱模，这样更保险。

四、实际效果：数据说话，比普通冷却强在哪？

说了这么多，大家肯定想知道分层冷却技术的实际效果到底怎么样。我拿之前做过的一个案例跟大家说说：

客户生产 PEEK 通讯连接器，壁厚 0.8mm，要求翘曲度≤0.05mm，用普通冷却时：

翘曲度：0.15-0.18mm，合格率只有 60%；结晶度：75%-80%，塑件强度达不到要求（拉伸强度≤90MPa）；生产周期：35 秒 / 模（冷却时间 15 秒）。

改用分层冷却技术后，调整了模具水路、用了四段模温机、优化了冷却介质：

翘曲度：稳定在 0.02-0.03mm，合格率提升到 99%；结晶度：提高到 85%-90%，拉伸强度达到 95-100MPa，满足客户要求；生产周期：虽然冷却时间没缩短（还是 15 秒），但因为合格率提高，不用返工，实际产能反而提升了 40%。

还有一个做 PEEK 医疗薄壁导管的客户，壁厚 0.5mm，之前用普通冷却，导管总是向一侧翘曲，没法插入器械。用分层冷却后，把导管的上下模具分成两个区域，上模温度 155℃，下模温度 145℃，冷却后翘曲度从 0.1mm 降到了 0.01mm，完全符合医疗标准。

结语

PEEK 精密注塑的薄壁件翘曲问题，不是没法解决，关键是要找对思路。普通冷却只盯着 “降温”，而分层冷却盯着 “均匀降温”，通过模具区域分层、温度梯度分层、冷却介质分层，让塑件各部位同步冷却、均匀收缩，从根源上解决翘曲。

当然，这项技术不是 “万能药”，需要结合塑件结构、模具设计、成型参数一起优化。但只要把我今天说的这些要点吃透，避开那些坑，大部分 PEEK 薄壁件的翘曲问题都能解决。

做技术的，讲究的是实事求是，多试、多测、多总结，才能找到最适合的方案。要是大家在实操中遇到具体问题，比如模具怎么改、模温机怎么选，都可以跟我交流，咱们一起把 PEEK 精密注塑这件事做好，少走弯路，多出好产品。