Autor: Andy z fabryki Baiyear
Zaktualizowano 5 listopada 2022 r
1. Stopień skurczu
Postać i obliczanie skurczu przy formowaniu termoplastycznym Jak wspomniano powyżej, czynnikami wpływającymi na skurcz przy formowaniu termoplastycznym są:
1.1 Odmiany tworzyw sztucznych Podczas procesu formowania tworzyw termoplastycznych, ze względu na zmianę objętości spowodowaną krystalizacją, silne naprężenia wewnętrzne, duże naprężenia szczątkowe zamrożone w części z tworzywa sztucznego i silną orientację molekularną, stopień skurczu jest wyższy niż w przypadku tworzyw termoutwardzalnych.Ponadto skurcz po formowaniu, skurcz po wyżarzaniu lub kondycjonowaniu wilgocią jest na ogół większy niż w przypadku tworzyw termoutwardzalnych.
1.2 Charakterystyka części z tworzyw sztucznych Kiedy stopiony materiał styka się z powierzchnią wnęki, warstwa zewnętrzna natychmiast ochładza się, tworząc stałą powłokę o małej gęstości.Ze względu na słabą przewodność cieplną tworzywa sztucznego, wewnętrzna warstwa części z tworzywa sztucznego jest powoli chłodzona, tworząc stałą warstwę o dużej gęstości i dużym skurczu.Dlatego grubość ścianki, powolne chłodzenie i grubość warstwy o dużej gęstości znacznie się zmniejszą.Ponadto obecność lub brak wkładek oraz rozmieszczenie i ilość wkładek bezpośrednio wpływają na kierunek przepływu materiału, rozkład gęstości i odporność na skurcz, zatem właściwości części z tworzyw sztucznych mają większy wpływ na wielkość i kierunek skurczu.
1.3 Czynniki takie jak forma, wielkość i rozmieszczenie wlotu surowca bezpośrednio wpływają na kierunek przepływu materiału, rozkład gęstości, zasilanie utrzymujące ciśnienie i czas formowania.Port zasilający bezpośredni i port zasilający o dużym przekroju (szczególnie grubszym przekroju) mają mały skurcz, ale dużą kierunkowość, a szeroki i krótki port zasilający ma małą kierunkowość.W pobliżu otworu zasilającego lub równolegle do kierunku przepływu materiału skurcz jest duży.
1.4 Warunki formowania Temperatura formy jest wysoka, stopiony materiał powoli się ochładza, gęstość jest wysoka, a skurcz jest duży, szczególnie w przypadku materiału krystalicznego, skurcz jest większy ze względu na wysoką krystaliczność i dużą zmianę objętości.Rozkład temperatury formy jest również powiązany z wewnętrznym i zewnętrznym chłodzeniem oraz równomiernością gęstości części z tworzywa sztucznego, co bezpośrednio wpływa na
Wpływa na wielkość i kierunek skurczu każdej części.Ponadto ciśnienie i czas trzymania również mają duży wpływ na skurcz, skurcz jest mały, ale kierunek jest duży, gdy ciśnienie jest wysokie, a czas jest długi.Ciśnienie wtrysku jest wysokie, różnica lepkości stopionego materiału jest niewielka, naprężenie ścinające międzywarstwowe jest małe, a odbicie sprężyste po wyjęciu z formy jest duże, więc skurcz można odpowiednio zmniejszyć, temperatura materiału jest wysoka, skurcz jest duży , ale kierunkowość jest niewielka.Dlatego dostosowanie temperatury formy, ciśnienia, prędkości wtrysku i czasu chłodzenia oraz innych czynników podczas formowania może również odpowiednio zmienić skurcz części z tworzywa sztucznego.
Podczas projektowania formy, zgodnie z zakresem skurczu różnych tworzyw sztucznych, grubością ścianki i kształtem części z tworzywa sztucznego, formą, rozmiarem i rozmieszczeniem otworu zasilającego, stopień skurczu każdej części części z tworzywa sztucznego określa się na podstawie doświadczenia, a następnie obliczany jest rozmiar wnęki.W przypadku precyzyjnych części z tworzyw sztucznych i gdy trudno jest opanować stopień skurczu, przy projektowaniu formy należy zastosować następujące metody:
① Weź mniejszy skurcz dla zewnętrznej średnicy części z tworzywa sztucznego i większy skurcz dla średnicy wewnętrznej, aby pozostawić miejsce na korektę po próbie formy.
②Test pleśni określa formę, rozmiar i warunki formowania systemu wlewowego.
③ Części plastikowe przeznaczone do obróbki końcowej są poddawane obróbce końcowej w celu określenia zmiany wymiarowej (pomiar należy wykonać po 24 godzinach od wyjęcia z formy).
④ Popraw formę zgodnie z rzeczywistym skurczem.
⑤ Spróbuj ponownie uformować formę i zmień warunki procesu, aby nieznacznie zmodyfikować wartość skurczu, aby spełnić wymagania części z tworzyw sztucznych.
2. Płynność
2.1 Płynność tworzyw termoplastycznych można ogólnie analizować na podstawie szeregu wskaźników, takich jak masa cząsteczkowa, wskaźnik szybkości płynięcia, długość przepływu po spirali Archimedesa, lepkość pozorna i współczynnik płynięcia (długość procesu/grubość ścianki tworzywa sztucznego).Mała masa cząsteczkowa, szeroki rozkład masy cząsteczkowej, słaba regularność struktury molekularnej, wysoki wskaźnik szybkości płynięcia, długa długość przepływu spiralnego, niska lepkość pozorna i duży współczynnik przepływu, płynność jest dobra.w formowaniu wtryskowym.Zgodnie z wymogami projektu formy, płynność powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych można z grubsza podzielić na trzy kategorie:
①Dobra płynność PA, PE, PS, PP, CA, poli(4)metylopentylen;
②Żywica polistyrenowa (taka jak ABS, AS), PMMA, POM, eter polifenylenowy o średniej płynności;
③Słaba płynność PC, twardy PVC, eter polifenylenowy, polisulfon, poliarylosulfon, fluoroplast.
2.2 Płynność różnych tworzyw sztucznych również zmienia się pod wpływem różnych czynników kształtujących.Główne czynniki wpływające są następujące:
① Im wyższa temperatura, tym większa płynność materiału, ale różne są także tworzywa sztuczne, PS (szczególnie odporne na uderzenia i o wysokiej wartości MFR), PP, PA, PMMA, polistyren modyfikowany (taki jak ABS, AS), Płynność PC, CA i innych tworzyw sztucznych różni się znacznie w zależności od temperatury.W przypadku PE, POM wzrost lub spadek temperatury ma niewielki wpływ na jej płynność.Dlatego ten pierwszy powinien dostosować temperaturę, aby kontrolować płynność podczas formowania.
②Gdy ciśnienie wtrysku wzrośnie, stopiony materiał zostanie znacznie ścinany, a płynność również wzrośnie, zwłaszcza PE i POM są bardziej wrażliwe, dlatego należy dostosować ciśnienie wtrysku, aby kontrolować płynność podczas formowania.
③Forma, rozmiar, układ, konstrukcja układu chłodzenia, opór przepływu stopionego materiału (takie jak wykończenie powierzchni, grubość sekcji czołowej, kształt wnęki, układ wydechowy) i inne czynniki bezpośrednio wpływają na przepływ stopionego materiału we wnęce.Rzeczywista płynność we wnętrzu, jeśli temperatura stopionego materiału zostanie obniżona i wzrośnie opór płynności, płynność będzie się zmniejszać.Projektując formę należy dobrać rozsądną konstrukcję uwzględniającą płynność zastosowanego tworzywa sztucznego.Podczas formowania można również kontrolować temperaturę materiału, temperaturę formy, ciśnienie wtrysku, prędkość wtrysku i inne czynniki, aby odpowiednio dostosować stan wypełnienia do potrzeb formowania.
3. Krystaliczność
Tworzywa termoplastyczne można podzielić na dwie kategorie: tworzywa krystaliczne i tworzywa niekrystaliczne (znane również jako amorficzne) ze względu na brak krystalizacji podczas kondensacji.
Tak zwane zjawisko krystalizacji polega na tym, że gdy tworzywo sztuczne przechodzi ze stanu stopionego do skondensowanego, cząsteczki poruszają się niezależnie, całkowicie w stanie nieuporządkowanym, a cząsteczki przestają się swobodnie poruszać, zgodnie z lekko ustaloną pozycją, i występuje tendencja aby układ molekularny stał się normalnym modelem.zjawisko.
Jako standard oceny wyglądu tych dwóch rodzajów tworzyw sztucznych, zależy to od przezroczystości grubościennych plastikowych części tworzywa sztucznego.Generalnie materiały krystaliczne są nieprzezroczyste lub półprzezroczyste (takie jak POM itp.), a materiały amorficzne są przezroczyste (takie jak PMMA itp.).Są jednak wyjątki, takie jak poli(4)metylopentylen jest tworzywem krystalicznym, ale ma wysoką przezroczystość, ABS jest materiałem amorficznym, ale nie przezroczystym.
Projektując formę i dobierając wtryskarkę należy zwrócić uwagę na następujące wymagania i środki ostrożności dotyczące tworzyw krystalicznych:
①Ciepło wymagane do wzrostu temperatury materiału do temperatury formowania jest duże i należy zastosować sprzęt o dużej zdolności uplastyczniania.
②Ciepło uwalniane podczas chłodzenia jest duże, dlatego powinno zostać całkowicie schłodzone.
③ Różnica ciężaru właściwego pomiędzy stanem stopionym a stanem stałym jest duża, skurcz przy formowaniu jest duży i podatne jest na powstawanie dziur i porów skurczowych.
④Szybkie chłodzenie, niska krystaliczność, mały skurcz i wysoka przezroczystość.Krystaliczność jest związana z grubością ścianki części z tworzywa sztucznego, grubość ścianki jest powolnym chłodzeniem, krystaliczność jest wysoka, skurcz jest duży, a właściwości fizyczne są dobre.Dlatego materiał krystaliczny powinien kontrolować temperaturę formy zgodnie z wymaganiami.
⑤ Znacząca anizotropia i duże naprężenia wewnętrzne.Po wyjęciu z formy nieskrystalizowane cząsteczki mają tendencję do dalszej krystalizacji i znajdują się w stanie nierównowagi energetycznej, która jest podatna na odkształcenia i wypaczenia.
⑥ Zakres temperatur krystalizacji jest wąski i łatwo jest wstrzyknąć niestopiony materiał do formy lub zablokować port zasilający.
4. Tworzywa wrażliwe na ciepło i tworzywa łatwo hydrolizowane
4.1 Wrażliwość termiczna oznacza, że niektóre tworzywa sztuczne są bardziej wrażliwe na ciepło, a czas nagrzewania jest długi w wysokiej temperaturze lub przekrój otworu zasilającego jest zbyt mały, a gdy działanie ścinające jest duże, temperatura materiału wzrasta i jest podatna na odbarwienie, degradację i rozkład.Ma taką cechę.tworzywa sztuczne nazywane są tworzywami wrażliwymi na ciepło.Takie jak sztywne PCV, polichlorek winylidenu, kopolimer octanu winylu, POM, polichlorotrifluoroetylen itp. Podczas rozkładu tworzyw sztucznych wrażliwych na ciepło powstają produkty uboczne, takie jak monomery, gazy i ciała stałe, zwłaszcza niektóre rozłożone gazy są drażniące, żrące lub toksyczne na ludzkie ciało, sprzęt i pleśnie.Dlatego należy zwrócić uwagę na projekt formy, dobór wtryskarek i formowanie.Należy wybrać wtryskarki ślimakowe.Przekrój układu wlewowego powinien być duży.Forma i cylinder powinny być chromowane i nie powinny mieć narożników.Dodaj stabilizator, aby osłabić jego właściwości wrażliwe na ciepło.
4.2 Nawet jeśli niektóre tworzywa sztuczne (np. PC) zawierają niewielką ilość wody, ulegną rozkładowi pod wpływem wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia.Ta właściwość nazywa się łatwą hydrolizą, którą należy wcześniej podgrzać i wysuszyć.
5. Pękanie naprężeniowe i pękanie stopu
5.1 Niektóre tworzywa sztuczne są wrażliwe na naprężenia i podatne na naprężenia wewnętrzne podczas formowania, a także są kruche i łatwe do pękania.Części plastikowe pękną pod wpływem siły zewnętrznej lub rozpuszczalnika.W tym celu oprócz dodawania do surowców dodatków poprawiających odporność na pękanie, należy zwrócić uwagę na suszenie surowców, a warunki formowania należy dobrać rozsądnie, aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne i zwiększyć odporność na pękanie.Należy wybrać rozsądny kształt części z tworzywa sztucznego i nie należy dobierać środków takich jak wkładki w celu minimalizacji koncentracji naprężeń.Projektując formę, należy zwiększyć nachylenie rozformowania oraz wybrać rozsądny otwór zasilający i mechanizm wyrzutowy.Podczas formowania należy odpowiednio dostosować temperaturę materiału, temperaturę formy, ciśnienie wtrysku i czas chłodzenia, aby uniknąć wyjęcia z formy, gdy części z tworzywa sztucznego są zbyt zimne i kruche., Po uformowaniu części z tworzyw sztucznych należy również poddać dodatkowej obróbce, aby poprawić odporność na pękanie, wyeliminować naprężenia wewnętrzne i zapobiec kontaktowi z rozpuszczalnikami.
5.2 Kiedy stopiony polimer o określonym natężeniu przepływu przechodzi przez otwór dyszy w stałej temperaturze, a jego natężenie przepływu przekracza określoną wartość, oczywiste pęknięcia poprzeczne na powierzchni stopu nazywane są pękaniem stopu, co pogarsza wygląd i właściwości fizyczne plastikowe części.Dlatego przy wyborze polimerów o dużej szybkości płynięcia stopu itp. należy zwiększyć przekrój dyszy, kanału wlewowego i otworu zasilającego, zmniejszyć prędkość wtrysku i zwiększyć temperaturę materiału.
6. Wydajność cieplna i szybkość chłodzenia
6.1 Różne tworzywa sztuczne mają różne właściwości termiczne, takie jak ciepło właściwe, przewodność cieplna i temperatura odkształcenia termicznego.Przy uplastycznianiu z dużym ciepłem właściwym wymagana jest duża ilość ciepła i należy dobrać wtryskarkę o dużej wydajności plastyfikującej.Czas chłodzenia tworzywa sztucznego o wysokiej temperaturze odkształcenia pod wpływem ciepła może być krótki, a wyjęcie z formy może nastąpić wcześnie, ale po wyjęciu z formy należy zapobiegać odkształceniom podczas chłodzenia.Tworzywa sztuczne o niskiej przewodności cieplnej charakteryzują się powolnym tempem chłodzenia (takie jak polimery jonowe itp.), dlatego muszą zostać całkowicie schłodzone, a efekt chłodzenia formy musi zostać wzmocniony.Formy gorącokanałowe nadają się do tworzyw sztucznych o niskim cieple właściwym i wysokiej przewodności cieplnej.Tworzywa sztuczne o dużym cieple właściwym, niskiej przewodności cieplnej, niskiej temperaturze odkształcenia termicznego i powolnym tempie chłodzenia nie sprzyjają formowaniu z dużą prędkością, dlatego należy wybrać odpowiednie wtryskarki i wzmocnić chłodzenie formy.
6.2 Do utrzymania odpowiedniej szybkości chłodzenia wymagane są różne tworzywa sztuczne, w zależności od ich rodzaju i właściwości oraz kształtu części z tworzyw sztucznych.Dlatego forma musi być wyposażona w system ogrzewania i chłodzenia zgodnie z wymaganiami formowania, aby utrzymać określoną temperaturę formy.Gdy temperatura materiału zwiększa temperaturę formy, należy ją schłodzić, aby zapobiec deformacji części z tworzywa sztucznego po wyjęciu z formy, skrócić cykl formowania i zmniejszyć krystaliczność.Jeżeli ciepło odpadowe tworzywa sztucznego nie wystarcza do utrzymania formy w określonej temperaturze, formę należy wyposażyć w system grzewczy utrzymujący formę w określonej temperaturze, aby kontrolować szybkość chłodzenia, zapewnić płynność, poprawić warunki napełniania lub kontrolować tworzywo sztuczne części do powolnego ostygnięcia.Zapobiega nierównomiernemu chłodzeniu wewnątrz i na zewnątrz grubościennych części z tworzyw sztucznych i poprawia krystaliczność.W przypadku wyrobów o dobrej płynności, dużej powierzchni formowania i nierównej temperaturze materiału, w zależności od warunków formowania części z tworzyw sztucznych, czasami stosuje się naprzemienne ogrzewanie lub chłodzenie lub stosuje się łącznie lokalne ogrzewanie i chłodzenie.W tym celu formę należy wyposażyć w odpowiedni układ chłodzenia lub ogrzewania.
Czas publikacji: 29 listopada 2022 r
