Interne Stresserzeugung

In den spritzgegossenen Produkten ist der lokale Spannungszustand an jeder Stelle unterschiedlich, und der Grad der Produktverformung wird durch die Eigenspannungsverteilung bestimmt. Wenn das Produkt abgekühlt wird. Wenn es einen Temperaturgradienten gibt, entwickelt sich diese Art von Spannung, die auch als "Gießspannung" bezeichnet wird.

Es gibt zwei Arten von Eigenspannungen in SpritzgussteileDer eine ist die Formbelastung von Spritzgussprodukten, der andere sind die Temperatureigenspannungen. Wenn die Schmelze bei einer niedrigeren Temperatur in die Form eintritt, kühlt die Schmelze in der Nähe der Kavitätenwand schnell ab und erstarrt, so dass die Molekülkettensegmente "eingefroren" werden.

Aufgrund der schlechten Restwärmeleitfähigkeit der erstarrten Polymerschicht entsteht ein großer Temperaturgradient in Dickenrichtung des Produkts.

Der Kern des Produkts erstarrt eher langsam, so dass beim Schließen des Anschnitts die Schmelzeinheit in der Mitte des Produkts noch nicht erstarrt ist und die Spritzgießen Die Maschine ist zu diesem Zeitpunkt nicht in der Lage, die Schrumpfung bei der Abkühlung zu kompensieren.

Die innere Schrumpfung des Produkts erfolgt also in entgegengesetzter Richtung zur Wirkung der harten Außenschicht; der Kern steht unter statischer Spannung, während die Oberflächenschicht unter statischer Kompression steht.

Bei der Schmelzefüllung treten neben der spannungsbedingten Volumenschrumpfung auch Spannungen auf. Der erstgenannte Effekt verursacht Spannungen in Bezug auf die Fließrichtung der Schmelze, während der letztere aufgrund des Ausdehnungseffekts des Auslasses Spannungen in der Richtung senkrecht zum Fluss verursacht.

Die Prozessfaktoren, die den Stress beeinflussen

Bei schneller Abkühlung führt die Orientierung zur Bildung von Spannungen im Polymer. Aufgrund der hohen Viskosität der Polymerschmelze können die inneren Spannungen nicht schnell abgebaut werden, was die physikalischen Eigenschaften und die Dimensionsstabilität des Produkts beeinträchtigt.

Einfluss der einzelnen Parameter auf die Orientierungsspannung

(1) Schmelztemperatur, hohe Schmelztemperatur, niedrige Viskosität und Scherspannung Rückgang Orientierung; auf der anderen Seite, weil der hohen Schmelztemperatur wird die Stress-Relaxation beschleunigt, so dass die Fähigkeit zur Stärkung der Un-Orientierung.

(2) Wird der Druck der Spritzgießmaschine nicht verändert, erhöht sich der Werkzeuginnendruck, und die starke Scherwirkung führt zu einem Anstieg der Orientierungsspannung.

(3) Eine Verlängerung der Haltezeit vor dem Schließen der Düse führt zu einem Anstieg der Orientierungsspannung.

(4) Eine Erhöhung des Einspritzdrucks oder Nachdrucks erhöht die Orientierungsspannung.

(5) Eine hohe Formtemperatur kann dafür sorgen, dass das Produkt langsam abkühlt und spielt eine Rolle bei der Desorientierung.

(6) Erhöhen Sie die Dicke des Produkts, um die Orientierungsspannung zu reduzieren, weil die dickwandigen Produkte langsam abkühlen, die Viskosität steigt, und der Stress-Relaxationsprozess von einer langen Zeit, so dass die Orientierungsspannung klein ist.

Auswirkungen auf die Temperaturbelastung

(1) Wie bereits erwähnt, ist aufgrund des großen Temperaturgefälles zwischen Schmelze und Wandung beim Füllen der SpritzgussformDie äußere Schicht der Schmelze, die zuerst erstarrt, muss dazu beitragen, die Schrumpfung der inneren dünnen Oberflächenschicht der Schmelze, die später erstarrt, zu stoppen, was zu Druckspannungen (Schrumpfspannungen) in der äußeren Schicht und Zugspannungen (Orientierungsspannungen) in der inneren Schicht führt.

(2) Wenn die Form gefüllt ist und lange Zeit unter Nachdruck steht, wird die Polymerschmelze in den Formhohlraum eingebracht, so dass die Spritzgießen Der Druck im Formhohlraum wird erhöht, und dieser Druck verändert die Eigenspannung aufgrund der ungleichmäßigen Temperatur.

Bei kurzer Haltezeit und niedrigem Werkzeuginnendruck behält das Produkt beim Abkühlen jedoch den ursprünglichen Spannungszustand bei.

(3) Wenn der Werkzeuginnendruck in der frühen Phase der Produktabkühlung unzureichend ist, bildet die äußere Schicht des Produkts aufgrund der Erstarrungsschrumpfung eine Vertiefung; wenn die Spritzgussform Wenn der Werkzeuginnendruck in der späteren Phase, in der das Produkt eine kaltharte Schicht gebildet hat, nicht ausreicht, wird sich die innere Schicht des Produkts aufgrund von Schrumpfung ablösen oder Hohlräume bilden.

(4) Wenn der Werkzeuginnendruck aufrechterhalten wird, bevor der Anschnitt geschlossen wird, ist es vorteilhaft, die Dichte des Produkts zu verbessern und den Kühltemperaturstress zu beseitigen, aber eine große Spannungskonzentration wird in der Nähe des Anschnitts erzeugt.

(5) Je höher der Druck in der Form ist, desto länger ist die Haltezeit, die dazu beiträgt, die durch die Temperatur erzeugte Schwindungsspannung zu verringern, und umgekehrt die Druckspannung erhöht.

Der Zusammenhang zwischen Eigenspannung und Produktqualität

(1) Das Vorhandensein innerer Spannungen im Produkt beeinträchtigt die mechanischen Eigenschaften und die Leistung des Produkts ernsthaft; aufgrund des Vorhandenseins und der ungleichmäßigen Verteilung innerer Spannungen werden bei der Verwendung des Produkts Risse auftreten.

In der Glasübergangstemperatur unterhalb der Verwendung, oft auftreten, unregelmäßige Verformung oder Verzug, sondern auch dazu führen, dass die Oberfläche des Produkts "weiß", trübe, optische Eigenschaften Verschlechterung.

(2) Versuchen Sie, die Temperatur am Anschnitt zu senken und die langsame Abkühlungszeit zu erhöhen, was zur Verbesserung der Eigenspannungsungleichmäßigkeit des Produkts beiträgt, so dass die mechanischen Eigenschaften des Produkts einheitlich sind.

(3) Unabhängig davon, ob es sich um ein kristallines oder ein nicht-kristallines Polymer handelt, weist die Zugfestigkeit anisotrope Eigenschaften auf.

Bei nicht kristallinen Polymeren variiert die Zugfestigkeit je nach Lage des Anschnitts; befindet sich der Anschnitt in der gleichen Richtung wie die Formfüllung, nimmt die Zugfestigkeit mit steigender Schmelzetemperatur ab; befindet sich der Anschnitt senkrecht zur Spritzgussform Füllrichtung nimmt die Zugfestigkeit mit steigender Schmelzetemperatur zu.

(4) Die Erhöhung der Schmelzetemperatur führt zu einer Verstärkung des Reorientierungseffekts, während die Abschwächung des Orientierungseffekts die Zugfestigkeit verringert.

Da die Anisotropie nichtkristalliner Polymere stärker ist als die kristalliner Polymere, ist die Zugfestigkeit in der Richtung senkrecht zur Fließrichtung bei ersteren größer als bei letzteren.

Die Niedrigtemperaturen Spritzgießen hat eine größere mechanische Anisotropie als eine Hochtemperaturinjektion, z. B. beträgt das Festigkeitsverhältnis senkrecht zur Fließrichtung 1,7 bei hoher Injektionstemperatur und 2 bei niedriger Injektionstemperatur.

(5) Eine Erhöhung der Schmelzetemperatur führt also sowohl bei kristallinen als auch bei nichtkristallinen Polymeren zu einer Abnahme der Zugfestigkeit, aber der Mechanismus ist unterschiedlich; ersterer ist auf den Effekt der Verringerung durch die Orientierung zurückzuführen.