Geração de tensões internas

Nos produtos moldados por injeção, o estado de tensão local é diferente em cada local, e o grau de deformação do produto será determinado pela distribuição da tensão residual. Se o produto for arrefecido. Se houver um gradiente de temperatura, este tipo de tensão irá desenvolver-se, pelo que este tipo de tensão é também designado por "tensão de moldagem".

Existem dois tipos de tensões internas em peças moldadas por injeçãoUm é a tensão de moldagem dos produtos moldados por injeção e o outro é a tensão residual da temperatura. Quando a massa fundida entra no molde a uma temperatura mais baixa, a massa fundida junto à parede da cavidade arrefece rapidamente e solidifica, pelo que os segmentos da cadeia molecular ficam "congelados".

Devido à fraca condutividade das tensões térmicas residuais da camada de polímero solidificado, é gerado um grande gradiente de temperatura na direção da espessura do produto.

O coração do produto solidifica-se muito lentamente, de modo que, quando a porta é fechada, a unidade de fusão no centro do produto ainda não solidificou, e o moldagem por injeção A máquina não consegue compensar o encolhimento por arrefecimento nesta altura.

Assim, o encolhimento interno do produto ocorre no sentido oposto ao da ação da camada de pele dura; o núcleo está em tensão estática enquanto a camada superficial está em compressão estática.

No fluxo de enchimento da massa fundida, para além do efeito de retração do volume causado pela tensão. Há também tensões causadas pelo efeito de expansão do corredor e da saída do portão; o primeiro efeito causa tensões relacionadas com a direção do fluxo de fusão, e o último causará tensões na direção perpendicular ao fluxo devido ao efeito de expansão da saída.

Os factores do processo que afectam o stress

Em condições de arrefecimento rápido, a orientação conduzirá à formação de tensão no polímero. Devido à elevada viscosidade do polímero fundido, a tensão interna não pode ser aliviada rapidamente, afectando as propriedades físicas e a estabilidade dimensional do produto.

Influência de cada parâmetro na tensão de orientação

(1) Temperatura de fusão, alta temperatura de fusão, baixa viscosidade e tensão de cisalhamento diminuem a orientação; por outro lado, devido à alta temperatura de fusão, o relaxamento do estresse será acelerado, levando a capacidade de fortalecer a desorientação.

(2) No caso de não alterar a pressão da máquina de moldagem por injeção, a pressão da cavidade do molde aumentará, e o forte efeito de cisalhamento leva a um aumento da tensão de orientação.

(3) O prolongamento do tempo de espera antes do fecho do bocal conduz a um aumento da tensão de orientação.

(4) O aumento da pressão de injeção ou da pressão de retenção aumentará a tensão de orientação.

(5) A alta temperatura do molde pode garantir que o produto arrefeça lentamente e desempenha um papel na desorientação.

(6) Aumentar a espessura do produto para reduzir a tensão de orientação, porque os produtos de paredes espessas arrefecem lentamente, a viscosidade aumenta e o processo de relaxamento da tensão é longo, pelo que a tensão de orientação é pequena.

Efeito do stress térmico

(1) Como mencionado acima, devido ao grande gradiente de temperatura entre a massa fundida e a parede ao encher o molde de injeçãoA camada exterior da massa fundida que solidifica primeiro tem de ajudar a parar a contração da camada superficial fina interior da massa fundida que solidifica mais tarde, resultando em tensão de compressão (tensão de contração) na camada exterior e tensão de tração (tensão de orientação) na camada interior.

(2) Se o molde for preenchido e continuar por um longo tempo sob a ação da pressão de retenção, o polímero fundido é adicionado à cavidade do molde, de modo que o moldagem por injeção a pressão na cavidade do molde aumenta, e esta pressão altera a tensão interna devido à temperatura irregular.

No entanto, no caso de um tempo de retenção curto e de uma pressão baixa na cavidade, o produto manterá o estado de tensão original quando arrefecer.

(3) Se a pressão da cavidade do molde for insuficiente na fase inicial do arrefecimento do produto, a camada exterior do produto formará uma depressão devido à contração da solidificação; se a molde de injeção Se a pressão da cavidade for insuficiente na fase posterior, quando o produto tiver formado uma camada dura e fria, a camada interna do produto separar-se-á devido ao encolhimento ou formará cavidades.

(4) Se a pressão da cavidade for mantida antes de o portão ser fechado, é benéfico melhorar a densidade do produto e eliminar a tensão da temperatura de arrefecimento, mas será gerada uma grande concentração de tensão perto do portão.

(5) Assim, parece que quanto maior for a pressão no molde, maior será o tempo de retenção, o que ajuda a reduzir a tensão de contração gerada pela temperatura e vice-versa, aumentando a tensão de compressão.

A relação entre o stress interno e a qualidade do produto

(1) A existência de tensões internas no produto afectará seriamente as propriedades mecânicas e o desempenho do produto; devido à existência e distribuição desigual das tensões internas, ocorrerão fissuras no processo de utilização do produto.

Na temperatura de transição vítrea abaixo da utilização, ocorrem frequentemente deformações irregulares ou deformações, mas também causam a deterioração da superfície do produto "branca", turva e das propriedades ópticas.

(2) Tentar reduzir a temperatura na porta de entrada e aumentar o tempo de arrefecimento lento, o que contribui para melhorar a irregularidade da tensão residual do produto, de modo a que as propriedades mecânicas do produto sejam uniformes.

(3) Independentemente do polímero cristalino ou do polímero não cristalino, a resistência à tração apresenta caraterísticas anisotrópicas.

Para polímeros não cristalinos, a resistência à tração varia consoante a localização da porta; quando a porta está na mesma direção que o enchimento do molde, a resistência à tração diminui à medida que a temperatura de fusão aumenta; quando a porta está perpendicular à molde de injeção a resistência à tração aumenta à medida que a temperatura de fusão aumenta.

(4) O aumento da temperatura de fusão leva ao reforço do efeito de reorientação, enquanto o enfraquecimento do efeito de orientação diminui a resistência à tração.

A orientação da porta afecta a orientação ao influenciar a direção do fluxo do material e, uma vez que a anisotropia dos polímeros não cristalinos é mais forte do que a dos polímeros cristalinos, a resistência à tração na direção perpendicular à direção do fluxo é maior para os primeiros do que para os segundos.

A baixa temperatura moldagem por injeção tem maior anisotropia mecânica do que uma injeção a alta temperatura, por exemplo, a razão de resistência perpendicular à direção do fluxo é de 1,7 a alta temperatura de injeção e de 2 a baixa temperatura de injeção.

(5) Assim, parece que um aumento da temperatura de fusão leva a uma diminuição da resistência à tração tanto para os polímeros cristalinos como para os não-cristalinos, mas o mecanismo é diferente; o primeiro é devido ao efeito de redução através da orientação.