Генерация внутреннего напряжения

В литьевых изделиях локальное напряженное состояние в каждом месте различно, и степень деформации изделия будет определяться распределением остаточного напряжения. Если изделие охлаждается. При наличии температурного градиента возникает напряжение такого рода, поэтому этот вид напряжения также называют "формовочным напряжением".

Существует два типа внутренних напряжений в литые деталиОдин из них - это формовочное напряжение литьевых изделий, а другой - температурные остаточные напряжения. Когда расплав поступает в пресс-форму при более низкой температуре, расплав вблизи стенок полости быстро охлаждается и застывает, поэтому участки молекулярной цепи "замораживаются".

Из-за плохой остаточной теплопроводности затвердевшего полимерного слоя возникает большой градиент температуры в направлении толщины изделия.

Сердцевина изделия застывает довольно медленно, поэтому, когда ворота закрываются, плавильный блок в центре изделия еще не застыл, и литьё под давлением Машина не может компенсировать усадку при охлаждении.

Таким образом, внутренняя усадка изделия происходит в направлении, противоположном действию твердого слоя кожи; сердцевина находится в статическом растяжении, а поверхностный слой - в статическом сжатии.

В потоке заливки расплава, помимо эффекта объемной усадки, вызванного напряжением. Существуют также напряжения, вызванные эффектом расширения бегуна и выпускного отверстия затвора; первый эффект вызывает напряжения, связанные с направлением потока расплава, а второй вызывает напряжения в направлении, перпендикулярном потоку, из-за эффекта расширения выпускного отверстия.

Факторы процесса, влияющие на напряжение

В условиях быстрого охлаждения ориентация приведет к образованию напряжения в полимере. Из-за высокой вязкости расплава полимера внутреннее напряжение не может быть быстро снято, что влияет на физические свойства и стабильность размеров изделия.

Влияние каждого параметра на ориентационное напряжение

(1) Температура расплава, высокая температура расплава, низкая вязкость и напряжение сдвига уменьшают ориентацию; с другой стороны, из-за высокой температуры расплава релаксация напряжения ускоряется, что способствует усилению неориентации.

(2) В случае, если давление в ТПА не меняется, давление в полости пресс-формы увеличивается, а сильный эффект сдвига приводит к увеличению ориентационного напряжения.

(3) Увеличение времени выдержки перед закрытием сопла приведет к увеличению ориентационного напряжения.

(4) Увеличение давления впрыска или давления выдержки приведет к увеличению ориентационного напряжения.

(5) Высокая температура пресс-формы обеспечивает медленное остывание изделия и играет определенную роль в его неориентации.

(6) Увеличьте толщину изделия, чтобы уменьшить напряжение ориентации, потому что толстостенные изделия охлаждаются медленно, вязкость увеличивается, а процесс релаксации напряжения длится долго, поэтому напряжение ориентации невелико.

Влияние температурного стресса

(1) Как упоминалось выше, из-за большого градиента температуры между расплавом и стенкой при заполнении литьевая формаВнешний слой расплава, который застывает первым, должен помочь остановить усадку внутреннего тонкого поверхностного слоя расплава, который застывает позже, что приводит к сжимающему напряжению (напряжение усадки) во внешнем слое и растягивающему напряжению (напряжение ориентации) во внутреннем слое.

(2) Если пресс-форма заполнена и находится в течение длительного времени под действием удерживающего давления, расплав полимера добавляется в полость пресс-формы, так что литьё под давлением давление в полости формы увеличивается, и это давление изменяет внутреннее напряжение из-за неравномерности температуры.

Однако в случае короткого времени выдержки и низкого давления в полости продукт при охлаждении сохраняет первоначальное напряженное состояние.

(3) Если давление в полости формы недостаточно на ранней стадии охлаждения изделия, внешний слой изделия образует впадину из-за усадки при затвердевании; если литьевая форма При недостаточном давлении в полости на поздней стадии, когда продукт сформировал холодный твердый слой, внутренний слой продукта отделится из-за усадки или образует пустоты.

(4) Если давление в полости поддерживается до закрытия затвора, это благоприятно для повышения плотности продукта и устранения температурного напряжения при охлаждении, но вблизи затвора будет создаваться большая концентрация напряжений.

(5) Таким образом, кажется, что чем больше давление в пресс-форме, тем больше время выдержки, что способствует уменьшению усадочного напряжения, создаваемого температурой, и наоборот, увеличивает сжимающее напряжение.

Взаимосвязь между внутренним стрессом и качеством продукции

(1) Наличие внутреннего напряжения в изделии серьезно влияет на механические свойства и эксплуатационные характеристики изделия; из-за наличия и неравномерного распределения внутреннего напряжения в процессе использования изделия могут появиться трещины.

При температуре стеклования ниже температуры использования часто возникают неравномерные деформации или коробления, а также приводят к тому, что поверхность изделия "белеет", мутнеет, ухудшаются оптические свойства.

(2) Постарайтесь снизить температуру на воротах и увеличить время медленного охлаждения, что способствует улучшению неравномерности остаточного напряжения в изделии, чтобы механические свойства изделия были однородными.

(3) Независимо от того, кристаллический полимер или некристаллический, прочность на разрыв имеет анизотропные характеристики.

Для некристаллических полимеров прочность на разрыв зависит от расположения затвора; когда затвор расположен в том же направлении, что и заполнение формы, прочность на разрыв уменьшается по мере повышения температуры расплава; когда затвор расположен перпендикулярно к литьевая форма В направлении заполнения прочность на разрыв увеличивается с повышением температуры расплава.

(4) Повышение температуры расплава приводит к усилению эффекта переориентации, а ослабление эффекта ориентации снижает прочность на разрыв.

Ориентация затвора влияет на ориентацию, воздействуя на направление потока материала, а поскольку анизотропия некристаллических полимеров сильнее, чем кристаллических, прочность на разрыв в направлении, перпендикулярном направлению потока, для первых выше, чем для вторых.

Низкотемпературный литьё под давлением имеет большую механическую анизотропию, чем высокотемпературная инъекция, например, отношение прочности перпендикулярно направлению потока составляет 1,7 при высокой температуре инъекции и 2 при низкой температуре инъекции.

(5) Таким образом, получается, что повышение температуры расплава приводит к снижению прочности на разрыв как для кристаллических, так и для некристаллических полимеров, но механизм разный; в первом случае он обусловлен эффектом уменьшения за счет ориентации.