Экструзионная машина

Знаете ли вы все факторы, которые создают и влияют на внутренние напряжения в литьевых изделиях?

1. генерация внутреннего напряжения
В литьевых изделиях локальное напряженное состояние в каждом месте различно, а степень деформации изделий будет определяться распределением напряжений. Если изделие охлаждается. Если есть градиент температуры, то будет развиваться этот вид напряжения, поэтому этот вид напряжения также называется «формовочным напряжением».
Давайте взглянем на введениеэкструзионная машина.

Существует два типа внутренних напряжений в литьевых изделиях: одно — это напряжение формования, а другое — температурное напряжение. Когда расплав поступает в форму при более низкой температуре, расплав вблизи стенки полости остывает и затвердевает с большой скоростью, так что сегменты молекулярной цепи «замораживаются». Из-за плохой теплопроводности затвердевшего полимерного слоя создается большой градиент температуры в направлении толщины изделия. Сердцевина изделия затвердевает очень медленно, так что при закрытии затвора расплав в центре изделия еще не затвердел, и тогда литьевая машина не может компенсировать усадку при охлаждении.

Таким образом, внутренняя усадка изделия происходит в направлении, противоположном действию твердого слоя оболочки: сердцевина находится в статическом растяжении, а поверхностный слой — в статическом сжатии.

Когда расплав заполняет форму и течет, в дополнение к эффекту усадки объема, вызванному напряжением, существуют также напряжения, вызванные эффектом расширения литника и выпускного отверстия; первый эффект вызывает напряжения, связанные с направлением течения расплава, последний из-за эффекта расширения выпускного отверстия вызовет напряжения в направлении, перпендикулярном потоку.

2. Факторы процесса, влияющие на стресс

(1) к воздействию напряжения в условиях быстрого охлаждения, ориентация приведет к образованию внутреннего напряжения в полимере. Из-за высокой вязкости расплава полимера внутреннее напряжение не может быть быстро ослаблено, что влияет на физические свойства и размерную стабильность продукта.

Влияние различных параметров на ориентационные напряжения.

Температура плавления, высокая температура плавления, низкая вязкость, меньшее напряжение сдвига и уменьшенная ориентация; с другой стороны, высокая температура плавления ускорит релаксацию напряжений и будет способствовать усилению неориентации.

Однако без изменения давления литьевой машины давление в полости формы увеличится, а сильный сдвиговой эффект приведет к увеличению ориентационного напряжения.

Увеличение времени выдержки до закрытия сопла приведет к увеличению ориентационного напряжения.

Увеличение давления впрыска или давления выдержки приведет к увеличению ориентационного напряжения.

Высокая температура формы обеспечивает медленное остывание изделия и действует как дезориентатор.

Увеличьте толщину изделия, чтобы уменьшить ориентационное напряжение, поскольку толстостенные изделия остывают медленно, вязкость увеличивается медленно, процесс релаксации напряжений длительный, поэтому ориентационное напряжение мало.

(2) Влияние на температурный стресс

Как упоминалось выше, из-за температурного градиента между расплавом и стенкой при заполнении формы, наружный слой расплава, который затвердевает первым, должен помочь остановить усадку внутреннего слоя расплава, который затвердевает позже, что приводит к возникновению сжимающего напряжения (напряжения усадки) во внешнем слое и растягивающего напряжения (напряжения ориентации) во внутреннем слое.

Если форма заполнена и затем выдержана под давлением в течение более длительного периода времени, расплав полимера добавляется в полость формы, увеличивая давление в полости, что изменяет внутренние напряжения из-за неравномерных температур. Однако, если время выдержки короткое, а давление в полости низкое, изделие останется в том же напряженном состоянии, что и при охлаждении.

Если давление в полости формы недостаточно в начале процесса охлаждения, то наружный слой изделия сожмется из-за затвердевания и образует углубление; если давление в полости формы недостаточно на более поздней стадии, когда изделие образует холодный твердый слой, то внутренний слой изделия отделится из-за усадки или образует углубление; если давление в полости формы поддерживать до закрытия литника, то это поможет увеличить плотность изделия и устранить температурное напряжение охлаждения, но при этом вблизи литника будет образовываться большая концентрация напряжений.

Таким образом, по-видимому, чем больше давление в форме, тем дольше время выдержки, что поможет снизить усадочное напряжение, создаваемое температурой, и, наоборот, увеличить сжимающее напряжение.

3. Связь между внутренним напряжением и качеством продукции

Наличие внутреннего напряжения в продукте серьезно повлияет на механические свойства и производительность продукта; из-за наличия и неравномерного распределения внутреннего напряжения продукт растрескается в процессе использования. При использовании ниже температуры стеклования часто происходит нерегулярная деформация или коробление, что также может привести к тому, что поверхность продукта станет «белой» и мутной, а оптические свойства ухудшатся.

Снижение температуры на литнике и увеличение времени охлаждения позволят улучшить неравномерность напряжений в изделии и сделать механические свойства изделия однородными.

Как для кристаллических, так и для некристаллических полимеров прочность на разрыв анизотропна. Для некристаллических полимеров прочность на разрыв варьируется в зависимости от расположения литника; когда литник находится в том же направлении, что и заполнение формы, прочность на разрыв уменьшается с ростом температуры расплава; когда литник перпендикулярен направлению заполнения формы, прочность на разрыв увеличивается с ростом температуры расплава.

Повышение температуры расплава приводит к увеличению неориентации и снижению прочности на разрыв из-за снижения ориентации. Ориентация литника влияет на ориентацию, влияя на направление потока, и поскольку аморфные полимеры более анизотропны, чем кристаллические полимеры, прочность на разрыв в направлении, перпендикулярном потоку, больше для первых, чем для вторых. Низкотемпературная инжекция имеет большую механическую анизотропию, чем высокотемпературная инжекция, например, отношение прочности в вертикальном направлении к направлению потока составляет 1.7 при высоких температурах инжекции и 2 при низких температурах инжекции.

По-видимому, повышение температуры расплава, как для кристаллических, так и для некристаллических полимеров, приводит к снижению прочности на разрыв, но по другому механизму; в первом случае это происходит из-за снижения эффекта ориентации.