在热塑性弹性体注塑成型领域，TPR材料的广泛应用与其脱模的挑战性常常相伴而生。脱模不畅，轻则导致产品变形、表面划伤，影响生产效率；重则可能损坏模具顶针、镶件，甚至导致模具永久性损伤，造成严重的经济损失。这一问题绝非单一因素所致，而是材料特性、模具设计、工艺参数、产品结构乃至环境条件相互交织、共同作用的结果。要系统解决TPR脱模难题，必须深入理解其背后的物理与化学本质，并采取综合性的应对策略。本文将从多维度进行深度剖析，提供一套完整的诊断与解决方案。

一、材料本质：TPR脱模困难的根源

TPR脱模挑战，首先源于其独特的材料属性。与常见的硬质塑料如ABS、PP不同，TPR是一种兼具塑料的可塑性和橡胶弹性的材料。这种双重特性，是理解一切脱模问题的起点。

最核心的特性在于其柔软性与高弹性。TPR的硬度范围很广，从超软的邵氏A 0度到较硬的邵氏D 70度，但普遍用于注塑的TPR多在邵氏A 10-90度之间。较低的硬度意味着材料刚性差，在顶出时缺乏足够的“骨架”来抵抗顶出力的作用，极易发生弯曲、折叠、顶白甚至穿透。同时，高弹性使得TPR制品在脱模的瞬间，若存在倒扣或包紧力，会迅速回弹，与模壁产生更大的吸附和摩擦，而非像硬胶那样脆性分离。

高摩擦系数与表面黏性是另一大难题。TPR材料，尤其是以SBS、SEBS为基材的品种，其表面通常具有较高的摩擦系数和一定的黏着感。这与材料中大量使用的环烷油、石蜡油等增塑润滑组分有关。在熔体状态下，这些油性成分有助于流动，但冷却后，TPR表面会呈现出一种独特的“涩感”或微黏性，这与模具钢材表面会产生较大的静摩擦力和粘附力。当模具表面光洁度不足或存在微观孔隙时，这种粘附效应会被放大。

收缩特性复杂。TPR的收缩率显著高于普通硬质塑料，通常在1.5%到3.0%之间，且具有明显的各向异性（流动方向与垂直方向收缩率不同）。较大的收缩意味着制品冷却后会对型芯产生显著的包紧力。如果产品设计存在较深的筋位、骨位或圆柱，这种包紧力会非常大。同时，不均匀的收缩会导致制品在冷却过程中发生不规则扭曲，卡在模腔内，使脱模路径受阻。

材料配方与析出物。TPR的配方中除了基体聚合物和填充油，还包含多种助剂，如稳定剂、润滑剂、抗氧剂等。在某些加工条件下，特别是冷却不足或材料热稳定性不佳时，这些低分子量物质可能会向制品表面迁移，形成一层极薄的、具有黏性的“油膜”或“析出物”。这层物质在模具和制品之间起到了类似胶水的作用，导致脱模阻力剧增，即使模具抛光得再光亮也无济于事。

材料硬度与批次稳定性。不同硬度的TPR，脱模行为差异巨大。越软的材料，脱模越困难。此外，不同批次材料在硬度、流动性、油品含量上的细微波动，都可能改变其收缩行为和表面特性，导致原先调试好的工艺和模具状态突然失效，出现脱模问题。

TPR材料特性与脱模性关联表

材料特性	对脱模的具体影响	应对思路
柔软、低刚性	顶出时易弯曲、折叠、顶穿，难以传递顶出力	增加顶出面积与数量，优化顶出位置与顺序
高弹性、回弹大	易与模壁产生吸附，在倒扣处回弹卡死	增大脱模斜度，采用弹性顶出或气体辅助脱模
表面摩擦系数高、有黏性	与模具钢材粘附力大，滑动脱模困难	优化模具抛光，使用高性能脱模涂层，合理使用外脱模剂
收缩率大、各向异性	对型芯包紧力大，不均匀收缩导致扭曲卡模	精确计算收缩率，优化冷却系统，增加型芯表面光洁度
低分子物析出倾向	形成表面黏性层，极大增加脱模阻力	选择配方稳定的材料，优化冷却工艺，定期清洁模具

二、模具设计：决定脱模成败的关键架构

模具是注塑成型的母体，其设计优劣直接决定了脱模动作的顺畅与否。一个不适合TPR材料的模具，即使工艺再精湛，也难以实现稳定脱模。

脱模斜度不足是首要的、最常见的设计缺陷。 对于硬质塑料，1度甚至0.5度的脱模斜度或许可行，但对于TPR，这远远不够。TPR材料柔软且有黏性，脱模时与模壁的接触是面接触而非点接触，需要更大的角度来克服静摩擦力和材料回弹产生的吸附力。通常，建议TPR制品的脱模斜度至少为2度到3度以上。对于深度较深、表面有蚀纹或抛光要求高的部位，脱模斜度需要进一步加大到3-5度。任何垂直的立面，对TPR来说都是脱模的噩梦。

顶出系统设计不当。 顶出系统的设计必须考虑TPR柔软的特性。顶针数量不足或分布不均，会导致局部应力集中，产品被顶穿或顶白。顶针位置设置不当，如顶在薄壁、筋条或强度薄弱处，也易导致顶穿。顶针直径过小，压强过大，同样会造成顶穿。对于大面积或深腔TPR制品，应优先考虑采用推板顶出、套筒顶出或气顶等方式，以提供大面积、平稳的顶出力。顶出速度的控制也至关重要，过快的顶出速度会导致产品因惯性撕裂，应采用先慢后快再慢的多段顶出控制。

模具表面处理与抛光。 模具型腔的表面光洁度是影响脱模阻力的直接因素。粗糙的表面（如EDM火花纹、机加工刀痕）会与TPR产生机械互锁效应，极大地增加脱模力。因此，TPR模具的型腔，特别是型芯和深腔部分，必须进行高等级的抛光，通常要求达到镜面或接近镜面的光洁度（如SPI A1标准）。对于有蚀纹要求的产品，也应确保蚀纹均匀，避免过深或存在锐利边缘。此外，在模具钢材上应用高性能的表面涂层，如DLC类金刚石涂层、镍- PTFE复合镀层等，可以显著降低表面摩擦系数，实现永久性的脱模效果，这比频繁使用外脱模剂更为可靠和稳定。

模具结构中的倒扣与死角。 产品设计或模具设计上无意识的倒扣是导致无法脱模的直接原因。在模具设计阶段，必须仔细检查所有部位是否存在负角。有时，由于产品收缩，一些原本是正角度的部位在冷却后可能变成实际的倒扣。模具的镶件、滑块、斜顶之间的配合间隙也可能因TPR材料的柔软而“挤入”胶料，形成毛边，这些毛边在开模时会像卡榫一样阻碍脱模。因此，模具的制造精度和配合间隙控制对于TPR模具尤为重要。

排气与真空吸附。 模具排气不良不仅影响填充和产品外观，也会导致脱模困难。在填充末端，困住的空气被压缩，开模瞬间，外部空气可能无法及时进入制品与型腔之间，形成真空负压，将制品紧紧吸附在型腔内，导致顶出力异常增大甚至顶不出。足够的、位置合理的排气槽可以有效避免这一问题。对于深腔制品，甚至需要考虑设置破真空阀。

冷却系统与模具温度。 不均匀的冷却会导致产品各部分收缩不一致，产生内应力，使产品在脱模前已发生扭曲变形，从而卡在模内。特别是对于长条状、筒状或肉厚不均匀的产品，冷却不均的影响尤为致命。均匀高效的冷却系统是确保TPR制品均匀收缩、顺利脱模的基础。同时，模具温度本身也影响脱模，过低的模温使TPR材料过硬，与模壁贴合更紧；过高的模温则使材料过软，强度不足，易被拉伤。存在一个最佳的模温窗口，需要仔细寻找。

模具设计关键点与脱模优化方案表

模具设计要素	常见设计误区	TPR专用优化方案
脱模斜度	沿用硬胶标准（0.5-1度），斜度过小	确保所有立面有足够斜度（≥2-3度），深腔或蚀纹面需3-5度
顶出系统	顶针数量少、直径小、位置不当	增加顶针数量与直径，优先用推板/套筒/气顶，优化顶出顺序与速度
表面处理	抛光不良，存在刀纹、火花纹	型芯、深腔做高光镜面抛光，应用低摩擦系数涂层（如DLC）
结构细节	存在隐晦倒扣，镶件间隙过大	严格检查3D模型负角，提高模具加工精度，控制配合间隙
排气与真空	排气不足，深腔无破真空设计	开设充足排气槽（深度0.02-0.03mm），深腔设置破真空阀
冷却系统	冷却不均，水路距型腔过远	优化水路布局，确保冷却均匀，采用随形水路或点冷

三、成型工艺：精细调控的平衡艺术

成型工艺是将材料、模具、机器连接起来的动态过程。工艺参数的细微调整，能极大改善或恶化脱模状况。

模具温度是影响脱模的首要工艺参数。 模温对TPR脱模的影响是多方面的。模温过低，TPR熔体接触到冷的模壁会迅速固化，形成一层坚硬的外壳。但这层外壳在持续冷却过程中会剧烈收缩，对型芯产生极大的包紧力，使得脱模异常困难。同时，低温下TPR材质偏硬偏脆，虽然刚性略有增加，但与模壁的摩擦力并未减小，反而可能因快速固化复制了模具表面的微观不平整而增加机械咬合。反之，适当提高模温（例如升至40-70°C，视材料硬度而定），可以使TPR在型腔内缓慢、均匀地冷却。这带来几个好处：一是减少因急冷产生的内应力，从而降低不均匀收缩和变形；二是让材料在较长时间内保持一定的弹性，在顶出时能更好地从型芯上剥离，而非硬性拉扯；三是高温有助于材料表面形成更光滑的表面，减少与模壁的微观咬合。但模温也不能过高，否则材料过软，顶出时缺乏强度，易被顶穿或拉长。

注射与保压参数的设定。 过高的注射压力和过长的保压时间，会将熔体过分压实，加剧熔体对型芯的贴合力，并在冷却后产生更大的收缩压力，从而增加包紧力。这如同将一件湿衣服紧紧按在墙上，干后更难撕下。特别是过度的保压，会将料流不断压入型腔，补偿收缩的同时也增大了内部压力。需要找到刚好能弥补收缩、避免缩痕的最小保压压力和最短保压时间。注射速度也有影响，过快的速度可能导致喷射，形成不规则流纹，这些流纹区域在冷却后可能成为应力集中点，影响脱模。

冷却时间的重要性。 冷却时间不足，是导致TPR制品脱模后变形、顶出时拉伤甚至内部撕裂的常见原因。如果制品内部未完全冷却固化，中心部分仍处于熔融或高弹态，此时顶出，外部已固化的表层会被顶针强行顶离型芯，而内部柔软的部分会被拉扯、变形，导致产品外观不良甚至破裂。必须确保足够的冷却时间，使制品整体（特别是肉厚部分）冷却到具有足够刚性（即低于其热变形温度）后再进行顶出。对于厚壁TPR制品，冷却时间往往是成型周期中最长的部分，不能为了追求效率而随意缩短。

材料干燥与塑化均匀性。 虽然TPR吸湿性不强，但若储存不当，颗粒表面会吸附水分。在注塑时，这些水分汽化形成微小气泡，可能积聚在制品与模壁之间，理论上应利于脱模，但更常见的是导致表面缺陷。更重要的是，材料塑化不均，存在未熔融的颗粒或塑化温度不均，会导致制品局部软硬不一，收缩不一致，从而在脱模时因受力不均而卡住。

开模与顶出动作的设置。 开模速度不宜过快。快速开模产生的瞬间真空吸附力可能大于顶出力，导致制品留在定模或吸附在型腔。建议采用慢速开模，让空气缓慢进入分型面。顶出动作的设定尤为关键。对于软TPR，应采用慢速-快速-慢速的顶出模式：慢速启动，克服初始静摩擦力；快速将产品顶出；在顶出行程末端前减速，防止产品因惯性飞出或撞击机械臂。顶出行程必须精确设定，确保产品完全脱离型芯，但又不过度顶出导致变形。

脱模剂的使用。 外脱模剂是解决脱模问题的最后手段，而非首选方案。喷涂脱模剂（如硅油类、蜡类）可以临时降低摩擦系数。但频繁使用会带来诸多问题：污染模具，影响后续喷涂、印刷、粘接等二次加工；在模腔表面积累，反而影响产品外观和尺寸精度；增加生产成本和停机清洁时间。因此，脱模剂只能作为应急或调试使用，根本之道是优化模具和工艺，实现稳定的不喷脱模剂生产。

四、产品设计与日常维护：不可忽视的环节

产品结构设计决定了脱模的“先天难度”，而模具与机器的日常维护则决定了脱模性能的“持久稳定性”。

产品结构设计缺陷。 许多脱模问题源于不合理的产品设计。设计师往往只关注产品功能与外观，忽略了注塑可行性。常见的结构问题包括：肉厚严重不均，导致冷却收缩不一致，产生内应力和扭曲；深腔、深孔、长筋位，这些结构会产生巨大的包紧力，且脱模斜度难以保证；锐角、尖角，在转角处应力集中，顶出时易从此处撕裂；缺乏加强筋的平面，大平面刚性差，顶出时易凹陷或变形。在产品设计阶段，必须与模具工程师、注塑工程师进行充分的可制造性设计评审，对不利于TPR脱模的结构进行修改。

模具的日常保养与清洁。 模具在使用过程中，TPR材料中的油剂、助剂会缓慢析出，在模腔表面形成一层难以察觉的油性污垢。这层污垢会显著增加摩擦系数，使脱模逐渐变得困难。因此，必须建立定期的模具保养计划，使用专业的模垢清洗剂进行彻底清洁。同时，检查顶针、滑块、导柱等运动部件是否顺畅，有无磨损或拉伤，及时清洁污垢并添加合适的润滑剂。对于镜面型腔，清洁和保养更要细致，防止划伤。

注塑机的状态。 注塑机顶出系统的稳定性直接影响脱模。顶出油缸是否有力且平稳？顶出杆是否平直、同步？顶出板是否平行运动？任何机械上的偏差都可能导致顶出力不均，产品被顶歪、卡死。机器的锁模力是否足够且均衡？如果锁模力不足，模具在注射时会微微胀开，产生飞边，这些飞边在开模时会像“倒扣”一样阻碍产品脱离。

五、系统性诊断与解决流程

当遇到TPR脱模困难时，应避免头痛医头、脚痛医脚的片面调整，而应遵循系统性的诊断流程：

观察与描述现象：是顶不出，还是顶出后产品变形、拉伤、顶白、破裂？问题发生在定模侧还是动模侧？是整体顶出困难，还是局部（如筋位、螺丝柱）卡住？问题是否具有规律性（每模固定位置）？

检查产品与模具状态：测量产品尺寸，判断收缩是否均匀。仔细检查模具对应位置的脱模斜度、抛光状态、有无磨损或划伤。检查顶针、推板等运动部件是否顺畅。

回顾材料与工艺：是否更换了材料批次或牌号？当前工艺参数，特别是模温、保压、冷却时间，是否在合理范围内？近期是否调整过工艺？

分步排查与验证：

第一步，尝试小幅提高模具温度（5-10°C），观察改善效果。这是最常用且有效的初步手段。

第二步，适当延长冷却时间，确保产品完全固化。

第三步，降低保压压力和时间，减少包紧力。

第四步，优化顶出速度和行程，采用多段顶出。

如果以上工艺调整效果有限，则问题可能根源于模具或产品设计。

实施根本性改进：对于设计或模具问题，需制定长远改进方案，如增加脱模斜度、改进抛光、增加顶出机构、优化产品肉厚等。

解决TPR脱模问题是一个综合性的工程课题，它考验着从业者对材料特性、模具结构、成型工艺以及产品设计之间复杂关联的深刻理解。没有一劳永逸的万能钥匙，只有基于科学原理的持续观察、分析和优化。通过构建从产品设计、模具开发到工艺控制的系统化知识体系和操作规范，才能从根本上驯服TPR材料，实现高效、稳定、高质量的自动化生产。

六、TPR脱模问题相关问答

问：我们的TPR产品是一个软胶套，包在硬塑胶件外面一起注塑（包胶成型），软胶部分总是很难从模具上脱下来，有什么特别需要注意的地方？

答：包胶成型的脱模挑战更大，因为软胶TPR不仅包紧了模具型芯，还包裹了里面的硬胶骨架。有几个关键点：第一，硬胶骨架的设计至关重要。骨架与TPR接触的一面绝对不能有倒扣，需要有足够的、光滑的过渡，并且在TPR包覆区域的边缘，硬胶骨架最好设计有台阶或凹槽，为TPR提供明确的“止流”和“撕裂”边界，利于脱模。第二，模具温度控制要更精确。通常需要较高的模温来保证TPR的流动性以及与硬胶的良好粘接，但这也增加了脱模难度。需要在粘接强度与脱模顺畅性之间找到最佳平衡点，有时需要对硬胶和软胶部分的模温进行分区控制。第三，顶出系统设计要更有力。由于包胶件整体较“重”，需要更强大、更多点的顶出系统。优先考虑使用推板顶出，或在硬胶骨架上设置专用的顶出位置。顶出速度要更平缓，避免将软胶从骨架上剥离。

问：模具已经做了很高的抛光，为什么生产一段时间后，脱模又变得困难了？需要频繁喷脱模剂。

答：这种情况极有可能是模具表面产生了模垢污染。TPR材料中的油性成分、稳定剂等在高温下会缓慢析出，附着在模腔表面，形成一层肉眼难以察觉但摩擦系数很高的有机薄膜。这层膜会完全抵消高抛光带来的光滑效果。频繁使用外脱模剂，有时会和这层污垢混合，形成更顽固的沉积。解决方法：首先，必须对模具进行彻底的专业清洗，使用针对有机模垢的清洗剂。其次，审视材料配方和工艺，适当降低料筒后段温度，减少低分子物的挥发析出。长期考虑，可以咨询材料供应商，选择析出倾向更低的TPR牌号，或者在模具表面进行永久性的低表面能涂层处理（如DLC、特氟龙复合镀层），从根源上防止粘附和污垢附着。

问：对于很软的TPR（比如邵氏A 20度以下）薄壁件，顶出时非常容易顶穿或变形，有什么特殊的顶出方法？

答：超软TPR薄壁件的顶出是最高难度的挑战。常规的圆顶针几乎必然顶穿。必须采用特殊的顶出方案：1. 大面积接触式顶出：这是最有效的方案。使用推板或一体式顶块，使顶出力均匀分布在整个产品底面或侧壁。如果产品结构不允许，可设计异形顶针（如片状顶针、方形顶针）来增大接触面积。2. 气体辅助顶出：在模具内设置细小的气道，开模后向制品与模具之间吹入低压空气，使制品局部膨胀，与模壁分离，从而大幅降低脱模力，再配合轻微的机械顶出即可。这种方法对深腔、高抛光面制品特别有效。3. 多段慢速顶出与提前开模辅助：将顶出速度降至很慢，采用多段控制。有时在开模瞬间，让动模侧有一个微小的、提前的震动或平移动作，有助于打破制品与型芯的真空吸附。关键在于，避免点状受力，将集中的顶出力转化为面分布的、温和的推离力。

问：如何判断脱模困难主要是由于包紧力过大，还是因为模具表面粘附力太强？

答：可以通过观察顶出后产品的状态和模具的痕迹来初步判断：如果主要是包紧力问题，产品顶出后，其包紧型芯的部位（如螺丝柱内侧、深腔内侧壁）会有明显的拉伸、变薄、发白甚至拉裂的痕迹。同时，顶出时需要非常大的顶出力，有时伴有顶针弯曲或产品尖锐的撕裂声。这通常与产品肉厚、冷却收缩、保压过大有关。如果主要是表面粘附问题，产品整体顶出困难，但表面（特别是大面积光亮面）可能留下类似“水纹”的痕迹，那是材料与模具表面轻微撕扯造成的。开模时，可能会感觉到一股“吸力”。产品表面光泽可能不均。这通常与模具抛光、模温、材料析出物有关。实际中两者往往同时存在，但通过观察损坏部位，可以判断哪个是主要矛盾，从而采取针对性措施。

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