Wtryskowe narzędzia do formy

Stres szczątkowy

Podczas formowania gęstość tworzywa sztucznego zmienia się wraz z gwałtownym spadkiem temperatury od stopionego do poziomu pokojowej, co prowadzi do skurczu, a różnica skurczu produktu i jego przekrojów powoduje wewnętrzne naprężenia szczątkowe, które przekraczają wytrzymałość struktury produktu, wypaczenia lub nawet pęknięcia się dzieje. Istnieją trzy główne przyczyny powstawania naprężeń szczątkowych: wywołane przepływem, wywołane temperaturą i wywołane procesem oraz we wnęce.

1 Naprężenie szczątkowe wywołane przepływem

W procesie formowania łańcuch cząsteczkowy polimeru ulega orientacji wzdłuż kierunku przepływu pod wpływem ścinania i rozciągania, a jeśli zestala się przed osiągnięciem całkowitej równowagi, orientacja zostaje zamrożona w produkcie. Ten stan zamrożenia naprężeń nazywany jest naprężeniem szczątkowym wywołanym przepływem, które powoduje nierówny mechanizm i skurcz w kierunku przepływu i jego kierunku prostopadłym.

Gdy część znajdująca się blisko ściany formy jest poddawana dużym naprężeniom ścinającym i szybkości chłodzenia, wysoka orientacja na jej powierzchni zostanie natychmiast zamrożona, jak pokazano na obrazku poniżej. Zatem umieść produkt w wysokiej temperaturze, co spowoduje uwolnienie naprężeń powodujących wypaczenie. Zamrożona warstwa utrzymuje wyższą temperaturę środka części, co powoduje większe naprężenia niż łańcuch molekularny warstwy środkowej zorientowany na niskim poziomie. W celu zmniejszenia naprężeń szczątkowych wywołanych przepływem można kontrolować kilka warunków powodujących naprężenia ścinające: wysoka temperatura żywicy i ścianki formy, długi czas napełniania, zmniejszenie ciśnienia upakowania i krótka droga przepływu.

wysoka szybkość chłodzenia, duże naprężenia ścinające i wysoka orientacja

niska szybkość chłodzenia, niskie naprężenia ścinające i niska orientacja

2 Naprężenia szczątkowe wywołane temperaturą

Powoduje:

Temperatura części spada od formacji do poziomu naturalnego;

Podczas zamrażania część od powierzchni do warstwy środkowej podlega różnym siłom termicznym i mechanicznym, takim jak czas chłodzenia i ciśnienie pakowania;

Zmiany gęstości i mechanizmu powodują zmianę ciśnienia, temperatury, orientacji łańcucha molekularnego i orientacji włókien;

Konstrukcja struktury formy wtryskowej ogranicza skurcz w niektórych kierunkach.

Podczas wstępnego etapu chłodzenia część styka się ze ścianką chłodniejszej stali narzędziowej i kurczy się przy warstwie powierzchniowej, podczas gdy stopiony materiał wewnętrzny nadal kurczy się swobodnie. Gdy temperatura centralna spada i zamarznięta warstwa powierzchniowa, częściowy skurcz termiczny powoduje naprężenia rozciągające w warstwie środkowej i naprężenia ściskające w warstwie powierzchniowej, jak pokazano na poniższym wykresie.

Różnica szybkości chłodzenia dwóch ścian formy powoduje nawet asymetryczne naprężenia szczątkowe indukowane termicznie, tak że asymetrycznie rozłożone naprężenia rozciągające i naprężenia ściskające powodują moment zginający, czyli wypaczenie. Czynniki takie jak nierówna grubość ścianki, złe chłodzenie części powierzchni, nierównomierne chłodzenie formy i ograniczenia struktury formy sprawiają, że tego rodzaju naprężenia własne są bardziej skomplikowane.

3 Naprężenia resztkowe wywołane procesem i we wnęce

Gdy tylko część wychodzi z narzędzia do formy wtrysku, kurczy się i zwolnia, aż do równowagi. W tym momencie pozostaje naprężenie, które w środku jest nazywane indukowanymi procesem (schemat dolnej lewej), a mianowicie indukowane przepływem naprężenie szczątkowe i naprężenie resztkowe wywołane termicznie, a te ostatnie wpływa głównie.

Kiedy część jest uwięziona wewnątrz formy, zamrożona gromadzi się wewnętrzne naprężenie zwane naprężeniem szczątkowym we wnęce, które powoduje kurczenie się i wypaczanie części po wyrzuceniu (schemat u góry po lewej). Ściana części podlega asymetrycznemu chłodzeniu, co powoduje asymetryczne naprężenia szczątkowe, które powodują wypaczenie części (schemat w prawym dolnym rogu).

Jak zatem zmniejszyć naprężenia szczątkowe wywołane termicznie? Warunkiem jest symetryczna grubość ścianek przekroju, odpowiedni docisk i czas upakowania oraz symetryczne chłodzenie wszystkich powierzchni.

Podczas formowania wtryskowego tworzyw sztucznych skurcz objętościowy może wzrosnąć do 20%. Kiedy materiały krystaliczne i półkrystaliczne są schładzane do temperatury zeszklenia, cząsteczki regularnie przemieszczają się i krystalizują, co łatwo powoduje skurcz cieplny. Zatem objętość właściwa tych materiałów jest większa niż w przypadku materiałów amorficznych, jak na diagramie PVT.

Uwaga: zmiana objętości właściwej materiału (△υ) od stanu procesu (A) do temperatury pokojowej

Istnieje kilka przyczyn nadmiernego skurczu, w tym niskie ciśnienie wtrysku, krótki czas pakowania i chłodzenia, wysoka temperatura stopu i temperatura formy, niskie ciśnienie pakowania. Kiedy więc skurcz konstrukcji formy wtryskowej stanowi poważny problem i pomaga analiza przepływu formy.

Wypaczenie to niekonwencjonalne zginanie lub skręcanie kształtu części z tworzywa sztucznego spowodowane asymetrycznym skurczem. Istnieje wiele przyczyn wpływających na skurcz i prowadzących do wypaczenia:

Asymetryczna temperatura wewnątrz części z tworzywa sztucznego;

Różnica ciśnień wzdłuż kierunku grubości ścianki i różnica szybkości chłodzenia w przypadku zamarzania części;

Wyrzut przed całkowitym schłodzeniem części lub deformacja sworznia wypychacza, zbyt głębokie podcięcie i wada metody wyrzutu;

Zmiana grubości ścianki powoduje różnicę w szybkości chłodzenia;

Część o zakrzywionym i asymetrycznym kształcie;

Różnica wynikająca z dodania dodatków lub ich braku;

Różnica orientacji ciągu cząsteczek włókien w kierunku przepływu i kierunku prostopadłym do niego;

Różnica ciśnień pakowania.

Właściwy projekt części z tworzywa sztucznego, projekt oprzyrządowania formy wtryskowej, warunki formowania i użycie materiału mogłyby zmniejszyć lub kontrolować skurcz i wypaczenia. Oto kilka porad dla Twojej wiadomości.

1 Grubość ścianki

Aby uniknąć asymetrycznej grubości ściany lub ustawić odległość zmiany trzykrotności grubości cienkiej powierzchni ściany. Jeśli istnieją obszary, które mogą powodować wyraźny skurcz, zapadnięcia lub puste przestrzenie, wykonaj je w połączeniu z symetryczną, cieńszą ścianką i żebrami.

2 Równowaga napełniania

Roztopiony polimer lepiej przenosi się w trybie napełniania przy odpowiedniej prędkości czołowej przepływu stopionego.

3 Ciśnienie pakowania

Wysokie ciśnienie pakowania jest korzystne ze względu na zmniejszenie skurczu, ale zwiększa naprężenia szczątkowe i wymaga dużej siły mocowania maszyny. Lepszy projekt powinien zapewniać odpowiednie ciśnienie i czas pakowania oraz umożliwiać jego zwolnienie natychmiast po zamrożeniu bram. Tymczasem ciśnienie jest wystarczające, aby polimer skompensował kurczenie się objętości wypełnionej części.

4 Układ chłodzenia

Zaprojektować dobry system chłodzenia narzędzia formierskiego, tak aby część i jej kierunek przekroju miały równomierne i zrównoważone chłodzenie.

5 Naprężenia szczątkowe

Aby zwiększyć temperaturę stopu, temperaturę ścian formy, czas napełniania i grubość wnęki formy lub zmniejszyć ciśnienie upakowania i odległość przepływu itp., Aby omówić naprężenia szczątkowe i orientację włókien.

Popularne Tagi: oprzyrządowanie do form wtryskowych, Chiny producenci i producenci oprzyrządowania do form wtryskowych