Analisi delle cause delle sollecitazioni interne nello stampaggio a iniezione di materie plastiche

Generazione di stress interno

Nel stampo a iniezioneAnalisi Delle Cause Dello Stress Interno Nella Plastica | ZetarMold

Esistono due tipi di sollecitazioni interne in parti stampate a iniezioneUna è la sollecitazione di stampaggio dei prodotti stampati a iniezione e l'altra è la sollecitazione residua della temperatura. Quando il materiale fuso entra nello stampo a una temperatura inferiore, il materiale fuso vicino alla parete della cavità si raffredda rapidamente e si solidifica, per cui i segmenti della catena molecolare vengono "congelati".

A causa della scarsa conducibilità delle sollecitazioni termiche residue dello strato polimerico solidificato, si genera un forte gradiente di temperatura nella direzione dello spessore del prodotto.

The heart of the product solidifies rather slowly, so that when the gate is closed, the melting unit in the center of the product has not yet solidified, and the injection molding machine is unable to compensate for the cooling shrinkage at this time.

In questo modo, il ritiro interno del prodotto avviene in direzione opposta all'azione dello strato di pelle dura; il nucleo è in tensione statica mentre lo strato superficiale è in compressione statica.

Nel flusso di riempimento della colata, oltre all'effetto di contrazione volumetrica causato dalle sollecitazioni. Ci sono anche sollecitazioni causate dall'effetto di espansione del canale e dell'uscita del cancello; il primo effetto provoca sollecitazioni relative alla direzione del flusso di fusione, mentre il secondo causerà sollecitazioni in direzione perpendicolare al flusso a causa dell'effetto di espansione dell'uscita.

I fattori di processo che influenzano lo stress

In condizioni di raffreddamento rapido, l'orientamento porterà alla formazione di tensioni nel polimero. A causa dell'elevata viscosità del polimero fuso, le tensioni interne non possono essere allentate rapidamente, compromettendo le proprietà fisiche e la stabilità dimensionale del prodotto.

Influenza di ciascun parametro sulla sollecitazione di orientamento

(1) La temperatura di fusione, l'alta temperatura di fusione, la bassa viscosità e lo sforzo di taglio diminuiscono l'orientamento; d'altro canto, l'alta temperatura di fusione accelera il rilassamento dello stress, favorendo la capacità di rafforzare il disorientamento.

(2) Se non si modifica la pressione della macchina di stampaggio a iniezione, la pressione della cavità dello stampo aumenta e il forte effetto di taglio porta a un aumento delle sollecitazioni di orientamento.

(3) L'allungamento del tempo di mantenimento prima della chiusura dell'ugello comporta un aumento della tensione di orientamento.

(4) L'aumento della pressione di iniezione o della pressione di mantenimento aumenta la tensione di orientamento.

(5) L'elevata temperatura dello stampo può garantire che il prodotto si raffreddi lentamente e svolge un ruolo nella disorientazione.

(6) Aumentare lo spessore del prodotto per ridurre lo stress da orientamento, perché i prodotti a parete spessa si raffreddano lentamente, la viscosità aumenta e il processo di rilassamento dello stress dura a lungo, quindi lo stress da orientamento è ridotto.

Effetto sullo stress da temperatura

(1) As mentioned above, due to the large temperature gradient between the melt and the wall when filling the injection mold, the outer layer of the melt that solidifies first has to help stop the shrinkage of the inner thin surface layer of the melt that solidifies later, resulting in compressive stress (shrinkage stress) in the outer layer and tensile stress (orientation stress) in the inner layer.

(2) If the mold is filled and continues for a long time under the action of holding pressure, the polymer melt is added to the mold cavity, so that the injection molding pressure in the mold cavity is increased, and this pressure will change the internal stress due to uneven temperature.

Tuttavia, se il tempo di mantenimento è breve e la pressione della cavità è bassa, il prodotto manterrà lo stato di stress originale durante il raffreddamento.

(3) Se la pressione della cavità dello stampo è insufficiente nella fase iniziale del raffreddamento del prodotto, lo strato esterno del prodotto formerà una depressione a causa del ritiro di solidificazione; se la pressione della cavità dello stampo è insufficiente, lo strato esterno del prodotto formerà una depressione a causa del ritiro di solidificazione. stampo a iniezione Se la pressione sulla cavità è insufficiente nella fase successiva, quando il prodotto ha formato uno strato freddo e duro, lo strato interno del prodotto si separerà a causa del ritiro o formerà delle cavità.

(4) Se la pressione della cavità viene mantenuta prima della chiusura del cancello, è vantaggioso migliorare la densità del prodotto ed eliminare lo stress da temperatura di raffreddamento, ma si genererà una grande concentrazione di stress vicino al cancello.

(5) Sembra quindi che quanto maggiore è la pressione nello stampo, tanto più lungo è il tempo di mantenimento, che contribuisce a ridurre lo stress da ritiro generato dalla temperatura e viceversa aumenterà lo stress da compressione.

Il rapporto tra stress interno e qualità del prodotto

(1) L'esistenza di tensioni interne al prodotto compromette seriamente le proprietà meccaniche e le prestazioni del prodotto stesso; a causa dell'esistenza e della distribuzione disomogenea delle tensioni interne, si verificheranno delle cricche durante il processo di utilizzo del prodotto.

La temperatura di transizione del vetro inferiore all'uso, spesso causa deformazioni irregolari o deformazioni, ma anche il deterioramento della superficie del prodotto "bianca", torbida e delle proprietà ottiche.

(2) Cercare di ridurre la temperatura al cancello e aumentare il tempo di raffreddamento lento, che favorisce il miglioramento della disomogeneità delle tensioni residue del prodotto, in modo che le proprietà meccaniche del prodotto siano uniformi.

(3) Indipendentemente dal polimero cristallino o non cristallino, la resistenza alla trazione presenta caratteristiche anisotrope.

Per i polimeri non cristallini, la resistenza alla trazione varia a seconda della posizione del gate; quando il gate si trova nella stessa direzione del riempimento dello stampo, la resistenza alla trazione diminuisce con l'aumentare della temperatura della colata; quando il gate è perpendicolare alla stampo a iniezione direzione di riempimento, la resistenza alla trazione aumenta all'aumentare della temperatura di fusione.

(4) L'aumento della temperatura di fusione porta al rafforzamento dell'effetto di riorientamento, mentre l'indebolimento dell'effetto di orientamento diminuisce la resistenza alla trazione.

L'orientamento del gate influisce sull'orientamento influenzando la direzione del flusso del materiale e, poiché l'anisotropia dei polimeri non cristallini è più forte di quella dei polimeri cristallini, la resistenza alla trazione nella direzione perpendicolare alla direzione del flusso è maggiore per i primi che per i secondi.

La bassa temperatura stampaggio a iniezione presenta una maggiore anisotropia meccanica rispetto all'iniezione ad alta temperatura, ad esempio il rapporto di resistenza perpendicolare alla direzione del flusso è 1,7 alla temperatura di iniezione alta e 2 alla temperatura di iniezione bassa.

(5) Sembra quindi che un aumento della temperatura di fusione porti a una diminuzione della resistenza alla trazione sia per i polimeri cristallini che per quelli non cristallini, ma il meccanismo è diverso; il primo è dovuto all'effetto di riduzione attraverso l'orientamento.