Mesin ekstrusi

Tahukah Anda semua faktor yang menghasilkan dan memengaruhi tekanan internal pada produk cetakan injeksi?

1. pembangkitan tegangan internal
Pada produk cetakan injeksi, kondisi tegangan lokal berbeda di setiap tempat, dan tingkat deformasi produk akan ditentukan oleh distribusi tegangan. Jika produk didinginkan. Jika ada gradien suhu, tegangan semacam ini akan terbentuk, jadi tegangan semacam ini juga disebut "tegangan cetak".
Mari kita lihat pengantarnyamesin ekstrusi.

Ada dua jenis paket tegangan internal untuk produk cetakan injeksi: satu adalah tegangan cetakan dan yang lainnya adalah tegangan suhu. Ketika lelehan memasuki cetakan pada suhu yang lebih rendah, lelehan di dekat dinding rongga mendingin dan mengeras dengan cepat, sehingga segmen rantai molekul menjadi "beku". Karena konduktivitas termal yang buruk dari lapisan polimer yang dipadatkan, gradien suhu yang besar tercipta ke arah ketebalan produk. Inti produk mengeras dengan sangat lambat, sehingga ketika pintu ditutup, unit lelehan di bagian tengah produk belum mengeras, dan mesin cetak injeksi tidak dapat mengimbangi penyusutan pendinginan.

Penyusutan internal produk dengan demikian terjadi dalam arah yang berlawanan dengan aksi lapisan kulit keras; inti berada dalam ketegangan statis sementara lapisan permukaan berada dalam kompresi statis.

Ketika lelehan mengisi cetakan dan mengalir, selain efek penyusutan volume yang disebabkan oleh tekanan, ada juga tekanan yang disebabkan oleh efek ekspansi dari runner dan outlet gate; efek pertama menyebabkan tekanan yang terkait dengan arah aliran lelehan, yang terakhir karena efek ekspansi outlet akan menyebabkan tekanan dalam arah tegak lurus terhadap aliran.

2.Faktor proses yang mempengaruhi stres

(1) terhadap pengaruh tekanan dalam kondisi pendinginan cepat, orientasi akan menyebabkan pembentukan tekanan internal dalam polimer. Karena viskositas lelehan polimer yang tinggi, tekanan internal tidak dapat dengan cepat dilepaskan, yang memengaruhi sifat fisik dan stabilitas dimensi produk.

Pengaruh berbagai parameter pada tegangan orientasi.

Suhu leleh, suhu leleh tinggi, viskositas rendah, tegangan geser lebih rendah dan orientasi berkurang; di sisi lain, suhu leleh tinggi akan membuat relaksasi tegangan lebih cepat dan meningkatkan kemampuan untuk memperkuat unorientasi.

Namun, tanpa mengubah tekanan mesin cetak injeksi, tekanan rongga cetakan akan meningkat dan efek geser yang kuat akan menyebabkan peningkatan tegangan orientasi.

Memperpanjang waktu menahan hingga nosel tertutup akan menyebabkan peningkatan tegangan orientasi.

Meningkatkan tekanan injeksi atau tekanan penahan akan meningkatkan tegangan orientasi.

Suhu cetakan yang tinggi memastikan produk mendingin secara perlahan dan bertindak sebagai unorientasi.

Tingkatkan ketebalan produk untuk mengurangi tegangan orientasi, karena produk berdinding tebal mendingin secara perlahan, viskositas meningkat secara perlahan, proses relaksasi tegangan memakan waktu lama, sehingga tegangan orientasinya kecil.

(2) Pengaruh terhadap stres suhu

Seperti disebutkan di atas, karena gradien suhu antara lelehan dan dinding saat mengisi cetakan, lapisan luar lelehan yang mengeras terlebih dahulu harus membantu menghentikan penyusutan lapisan dalam lelehan yang mengeras kemudian, yang mengakibatkan tegangan tekan (tegangan susut) di lapisan luar dan tegangan tarik (tegangan orientasi) di lapisan dalam.

Jika cetakan diisi lalu ditahan di bawah tekanan untuk jangka waktu yang lebih lama, lelehan polimer ditambahkan ke rongga cetakan, meningkatkan tekanan rongga, yang mengubah tekanan internal karena suhu yang tidak merata. Namun, jika waktu penahanan pendek dan tekanan rongga rendah, produk akan tetap dalam kondisi tekanan yang sama seperti saat didinginkan.

Jika tekanan rongga cetakan tidak mencukupi pada awal proses pendinginan, lapisan luar produk akan menyusut karena pemadatan dan membentuk depresi; jika tekanan rongga cetakan tidak mencukupi pada tahap selanjutnya ketika produk telah membentuk lapisan keras dingin, lapisan dalam produk akan terpisah karena penyusutan atau membentuk rongga; jika tekanan rongga cetakan dipertahankan sebelum gerbang ditutup, itu akan membantu meningkatkan kepadatan produk dan menghilangkan tekanan suhu pendinginan, tetapi konsentrasi tekanan besar akan dihasilkan di dekat gerbang.

Jadi nampaknya semakin besar tekanan dalam cetakan maka semakin lama waktu penahanannya, yang akan membantu mengurangi tegangan susut yang dihasilkan oleh suhu dan sebaliknya meningkatkan tegangan tekan.

3. Hubungan antara stres internal dan kualitas produk

Adanya tekanan internal pada produk akan sangat memengaruhi sifat mekanis dan kinerja produk; karena adanya dan distribusi tekanan internal yang tidak merata, produk akan retak dalam proses penggunaan. Bila digunakan di bawah suhu transisi kaca, sering terjadi deformasi atau lengkungan yang tidak teratur, yang juga dapat menyebabkan permukaan produk menjadi "putih" dan keruh, serta sifat optiknya memburuk.

Penurunan suhu di gerbang dan peningkatan waktu pendinginan akan membantu memperbaiki ketidakseimbangan tegangan dalam produk dan membuat sifat mekanis produk menjadi homogen.

Baik untuk polimer kristal maupun non-kristal, kekuatan tarik bersifat anisotropik. Untuk polimer non-kristal, kekuatan tarik bervariasi tergantung pada lokasi gerbang; ketika gerbang berada dalam arah yang sama dengan pengisian cetakan, kekuatan tarik menurun seiring dengan peningkatan suhu leleh; ketika gerbang tegak lurus dengan arah pengisian cetakan, kekuatan tarik meningkat seiring dengan peningkatan suhu leleh.

Peningkatan suhu leleh menyebabkan peningkatan ketidakterarahan dan penurunan kekuatan tarik karena penurunan orientasi. Orientasi gerbang memengaruhi orientasi dengan memengaruhi arah aliran, dan karena polimer amorf lebih anisotropik daripada polimer kristal, kekuatan tarik dalam arah tegak lurus terhadap aliran lebih besar untuk yang pertama daripada yang terakhir. Injeksi suhu rendah memiliki anisotropi mekanis yang lebih besar daripada injeksi suhu tinggi, misalnya rasio kekuatan dalam arah vertikal ke aliran adalah 1.7 pada suhu injeksi tinggi dan 2 pada suhu injeksi rendah.

Tampaknya peningkatan suhu leleh, baik untuk polimer kristal atau non-kristal, menyebabkan penurunan kekuatan tarik, tetapi melalui mekanisme yang berbeda; yang pertama disebabkan oleh efek yang berkurang melalui orientasi.