Деформация изделий, полученных литьем под давлением, зависит от различных факторов, которые влияют на конечное качество и функциональные характеристики изделий.

На коробление в первую очередь влияют конструкция пресс-формы, выбор материала, скорость охлаждения и условия процесса литья под давлением. Контроль над этими факторами позволяет уменьшить количество дефектов и повысить геометрическую точность литых деталей.

Понимание ключевых факторов, влияющих на коробление, необходимо для производства высококачественных литьевых изделий. Углубитесь в каждый аспект, чтобы повысить стабильность и производительность продукции.

Как влияет структура пресс-формы на деформацию изделий, полученных литьем под давлением?

Структура пресс-формы оказывает значительное влияние на деформацию при деформации изделий, полученных литьем под давлением, что сказывается на размерах и качестве.

Конструкция пресс-формы влияет на коробление при литье под давлением, воздействуя на скорость охлаждения и поток материала. Ключевыми факторами являются конструкция пресс-формы, расположение затворов и размещение каналов охлаждения. Правильная конструкция минимизирует коробление, повышая стабильность размеров, что очень важно для автомобильной и электронной промышленности.

Большая скорость усадки

Различные пластиковые материалы имеют разную показатели усадки¹. Некоторые материалы имеют большую скорость усадки, что приводит к значительным изменениям объема в процессе охлаждения после литья под давлением и легко вызывает деформацию коробления. Например, кристаллические пластмассы подвергаются значительному уменьшению объема в процессе кристаллизации и более склонны к деформации, чем некристаллические пластмассы.

Система контроля

Положение, форма и количество литников в пресс-форме для литья под давлением влияют на состояние наполнения пластика в полости пресс-формы, что приводит к деформации пластиковой детали.

Чем больше расстояние между потоками, тем больше внутреннее напряжение, вызванное течением и усадкой между застывшим слоем и центральным слоем потока; и наоборот, чем меньше расстояние между потоками, тем меньше время течения от ворот до конца потока детали, тем тоньше застывший слой в процессе заполнения формы, тем меньше внутреннее напряжение, и в результате деформация искривления значительно уменьшается.

Количество, форма и расположение литников в пресс-форме влияют на то, как пластик заполняет полость формы, что может привести к деформации пластиковой детали. Чем больше длина потока, тем больше внутреннее напряжение, возникающее при течении и усадке между застывшим слоем и центром потока; и наоборот, чем меньше длина потока, тем меньше времени требуется пластику для прохождения от затвора до конца детали, тем тоньше застывший слой в процессе заполнения, тем меньше внутреннее напряжение, и в результате коробление значительно уменьшается.

Кроме того, использование большего количества литников позволяет сократить коэффициент расхода пластика (L/t), что делает плотность расплава в полости пресс-формы более равномерной, а усадку - более равномерной. Это также позволяет заполнить всю деталь при более низком давлении впрыска.

Система охлаждения

Когда вы впрыскиваете пластик, деталь остывает неравномерно, что приводит к ее неравномерной усадке.

Если разница температур между полостями пресс-формы и стержнями, используемыми для литья под давлением деталей плоской формы (например, корпусов аккумуляторов сотовых телефонов), слишком велика, расплав вблизи холодной поверхности полости пресс-формы быстро остывает, а вблизи горячей поверхности полости слой материала продолжает сжиматься, и неравномерное сжатие приводит к деформации детали.

Поэтому при охлаждении литьевой формы необходимо обратить внимание на температурный баланс² между полостью и сердцевиной, а разница температур между ними не должна быть слишком большой (в это время можно рассмотреть возможность использования термостата с двумя формами).

Помимо учета температурного баланса между внутренней и внешней поверхностями пластиковых деталей, необходимо также учитывать, что температура пластиковых деталей со всех сторон одинакова, т.е. охлаждение пресс-формы³ следует стараться поддерживать температурный баланс полости и сердцевины повсюду, чтобы скорость охлаждения пластиковых деталей была сбалансирована повсюду, чтобы усадка в каждом месте была более равномерной, а возникновение деформации можно было эффективно предотвратить.

Необоснованное расположение и количество ворот

Затвор - это место, через которое расплав пластика попадает в пресс-форму, и от того, где и сколько затворов у вас есть, зависит, как будет протекать и заполняться расплав. Если вы установите литник не в том месте, расплав может неравномерно поступать в пресс-форму, и тогда разные части литьевой детали будут иметь разную плотность и усадку, что приведет к деформации детали. Если у вас недостаточно литников, расплав может неравномерно заполнить всю полость, что также приведет к деформации детали.

Иррациональная структура пресс-формы

Конструкция пресс-формы также влияет на степень деформации литьевых деталей. Например, если разжимной механизм пресс-формы плохо продуман, он может оказывать неравномерное давление на литьевую деталь при ее извлечении из формы, вызывая коробление.

Кроме того, если пресс-форма недостаточно жесткая, расплавленный под высоким давлением пластик может деформировать ее в процессе впрыска, что косвенно может привести к деформации литых под давлением деталей. Характеристики материала

Необоснованная конструкция выталкивающей системы пресс-формы

Дизайн эжекторная система⁴ также напрямую влияет на деформацию формованной детали. Если расположение системы выталкивателей не сбалансировано, это приведет к дисбалансу выталкивающей силы и деформации формованных деталей. Поэтому при проектировании системы выталкивателей необходимо стремиться к тому, чтобы она была сбалансирована с сопротивлением распалубке.

Кроме того, площадь поперечного сечения выталкивающего стержня не должна быть слишком маленькой, так как в этом случае на пластиковую деталь будет оказываться слишком большое давление на единицу площади (особенно если температура распалубки слишком высока) и она будет деформироваться. Выталкивающий стержень должен располагаться как можно ближе к детали, которую трудно расплавить.

Если это не влияет на качество пластиковой детали (включая ее использование, размер и внешний вид), следует добавить верхний стержень, чтобы уменьшить общую деформацию пластиковой детали (именно поэтому верхний стержень находится на вершине формы).

Какое влияние оказывают наполнители и кристаллические пластмассы на деформацию и коробление изделий?

Понимание влияния наполнителей и кристаллических пластмасс имеет решающее значение для оптимизации целостности изделий, минимизации коробления и деформации в процессе производства.

Наполнители и кристаллические пластмассы влияют на коробление, изменяя скорость теплового расширения и усадки при охлаждении. Правильный выбор материала и корректировка конструкции необходимы для поддержания стабильности размеров изделия.

Стадия заполнения

Расплавленный пластик впрыскивается в форму под давлением и охлаждается в ней до застывания. Этот процесс является самым важным этапом в литьё под давлением⁵. Во время этого процесса температура, давление и скорость взаимосвязаны и оказывают значительное влияние на качество и производительность формованной детали.

Увеличение давления и скорости потока приводит к увеличению скорости сдвига, что вызывает разницу между молекулярной ориентацией параллельно направлению потока и перпендикулярно направлению потока, а также "эффект замораживания". Эффект замораживания" приводит к возникновению замораживающих напряжений, которые формируют внутренние напряжения в формованной детали.

Влияние температуры на деформацию коробления заключается в следующем: разница температур между верхней и нижней поверхностями пластиковой детали вызывает тепловой стресс⁶ и тепловой деформации; разница температур между различными участками пластиковой детали вызывает неравномерное сокращение между различными участками; различные температурные состояния влияют на усадку пластиковой детали.

Кристаллические пластики

Кристаллические смолы (такие как параформальдегидные, нейлоновые, полипропиленовые, полиэтиленовые и ПЭТ смолы) обычно деформируются сильнее, чем некристаллические смолы (такие как ПММА смолы, полиэтилен, полистирол, АБС смолы, AS смолы и т.д.) с большой усадкой. Они также деформируются сильнее из-за направленности волокон в смолах, армированных стекловолокном.

Большинство деформаций происходит из-за узкого диапазона температур плавления, и их трудно исправить. Кристалличность кристаллические пластмассы⁷ меняется в зависимости от скорости охлаждения. При быстром охлаждении кристалличность снижается, а усадка при формовке уменьшается. При медленном охлаждении кристалличность повышается, а усадка при формовании увеличивается. Мы используем это свойство для устранения деформаций в кристаллических пластмассах.

На практике используется метод коррекции, при котором подвижная и неподвижная формы имеют определенную разницу температур. Нужно взять температуру, при которой на другой стороне деформации возникает напряжение, и тогда можно исправить деформацию. Иногда эта разница температур достигает 20°C и более, но она должна быть очень равномерной.

Следует отметить, что при проектировании кристаллических пластиковых формовочных деталей и пресс-форм, например, не следует заранее принимать специальные средства для предотвращения деформации, детали будут деформированы и не могут быть использованы, только для того, чтобы условия формовки соответствовали вышеуказанным требованиям, в большинстве случаев все равно не удается исправить деформацию.

Как влияют стадия распалубки и усадка отформованной детали на деформацию деформации?

Стадия распалубки и усадка значительно влияют на деформацию деформации в формованных деталях, что сказывается на стабильности их размеров и эксплуатационных характеристиках.

Деформация деформации возникает в результате неравномерной усадки во время охлаждения и распалубки. Управление температурой пресс-формы и скоростью охлаждения позволяет минимизировать коробление, обеспечивая лучшее качество и точность деталей.

Стадия распалубки

Когда вы вынимаете деталь из формы и даете ей остыть до комнатной температуры, это в основном стеклообразный полимер. Если вы не вынете деталь из формы правильно, или если вы не вынете ее из формы правильно, вы можете деформировать деталь.

В то же время, когда деталь заполняет форму и остывает, напряжение, "замороженное" в детали, высвобождается в виде "деформации", поскольку оно больше не удерживается на месте, что и вызывает коробление и деформацию.

Усадка изделий, изготовленных методом литья под давлением

Основная причина деформация коробления⁸ изделий, изготовленных методом литья под давлением, является неравномерная усадка⁹ формованных деталей. Если эффект усадки в процессе заполнения не учитывается на этапе проектирования пресс-формы, форма изделия будет сильно отличаться от проектных требований, а серьезная деформация приведет к браку (то есть к проблеме усадки).

Помимо стадии заполнения, разница температур между верхней и нижней стенками пресс-формы также вызывает разницу в усадке верхней и нижней поверхностей формованной детали, что приводит к деформации.

При анализе коробления важна не сама усадка, а разница в усадке. В процессе литья под давлением расплавленный пластик в форме заполняется, и молекулы полимера выравниваются по направлению потока. Это приводит к тому, что пластик сжимается больше в направлении потока, чем в вертикальном направлении, что приводит к деформации деталей (также известной как анизотропия).

Обычно равномерная усадка влияет только на объем пластиковых деталей, только неравномерная усадка вызывает деформацию. Кристаллический пластик имеет большую скорость усадки, чем некристаллическийкристаллический пластик¹⁰ в направлении потока и вертикальном направлении, а скорость усадки также больше, чем у некристаллического пластика.

Усадка кристаллического пластика и его анизотропия накладываются друг на друга. После добавления эффекта кристаллического пластика склонность деталей к деформации искривления становится намного больше, чем у некристаллического пластика.

Как остаточные тепловые напряжения и деформация при формовке влияют на коробление изделий?

Остаточное тепловое напряжение и деформация при формовке значительно влияют на коробление формованных изделий, что сказывается на точности их размеров и эксплуатационных характеристиках.

Остаточное тепловое напряжение и деформация при формовке приводят к короблению формованных изделий, что влияет на стабильность формы. Правильное управление ими имеет решающее значение для обеспечения точного соответствия геометрии в автомобильной и электронной промышленности.

Остаточное тепловое напряжение

При формовании расплава пластмассы неравномерная ориентация и усадка расплава вызывают неравномерное внутреннее напряжение, поэтому после выхода изделия из формы оно будет деформироваться под действием неравномерного внутреннего напряжения.

Поэтому внутренние напряжения и коробление изделия анализируются и рассчитываются с механической точки зрения. В зарубежной литературе коробление рассматривается как следствие остаточное напряжение¹¹ образуется в результате неравномерной усадки.

На этапе охлаждения литья под давлением, когда температура выше температуры стеклования, пластик становится вязкоупругой жидкостью и испытывает релаксацию напряжения. Когда температура ниже температуры стеклования, пластик становится твердым.

Пластичность фазового перехода жидкость-твердое тело и релаксация напряжений при охлаждении оказывают существенное влияние на точное прогнозирование остаточных напряжений и деформации изделия. Пластичность фазового перехода жидкость-твердое тело и релаксация напряжений при охлаждении.

В неотвержденной области пластик ведет себя как густая жидкость, которую мы описываем с помощью модели густой жидкости. В отвержденной области пластик ведет себя как густая жидкость и пружина, что мы описываем моделью пружины и густой жидкости. Мы используем модель пружины и густой жидкости и компьютерную программу для прогнозирования тепловых напряжений и деформации.

Деформация при формовке

Деформация, вызванная формовочной деформацией, в основном обусловлена разницей в формовочная усадка¹² в направлении и изменении толщины стенки.

Поэтому повышение температуры пресс-формы, повышение температуры расплава, снижение давления впрыска и улучшение условий течения в системе заливки могут уменьшить разницу в направлении усадки. Однако в большинстве случаев трудно устранить проблему, изменив только условия формования, и тогда приходится менять расположение и количество литников, например, впрыскивать с одного конца при формовании длинного стержня.

Иногда приходится изменять конфигурацию охлаждающей магистрали; длинные листовые детали более склонны к деформации, а иногда приходится изменять местную конструкцию детали, чтобы установить усиливающие стержни на задней части перевернутой стороны. Использование охлаждающих присадок для исправления этой деформации в основном эффективно. Если исправить ее не удается, приходится вносить изменения в конструкцию пресс-формы.

Какое влияние оказывают факторы процесса литья под давлением на деформацию изделия?

Факторы процесса литья под давлением значительно влияют на деформацию, что сказывается на внешнем виде конечного продукта и его эксплуатационных характеристиках в различных областях применения.

Ключевыми факторами, влияющими на коробление изделий при литье под давлением, являются температура пресс-формы, скорость впрыска и время охлаждения. Регулировка этих параметров оптимизирует поток материала и минимизирует деформацию в автомобильной, электронной и упаковочной продукции, повышая ее качество и функциональность.

Неправильное давление впрыска и время выдержки

Если давление впрыска слишком велико, в отформованном изделии возникнет большое остаточное напряжение, и снятие этого напряжения после распалубки вызовет коробление и деформация¹³.

Если время выдержки слишком долгое или слишком короткое, это также влияет на качество продукта. Если время выдержки слишком велико, впрыскиваемая деталь будет слишком уплотнена, и после распалубки она легко отскочит и деформируется; если время выдержки слишком мало, изделие не будет иметь достаточной усадки, и оно деформируется из-за неравномерной усадки.

Слишком высокая скорость впрыска

Если скорость впрыска слишком высока, поток расплавленного пластика в форме будет нестабильным, что приведет к неравномерному заполнению, а после охлаждения произойдет различная степень усадки, что приведет к короблению и деформации.

Заключение

На коробление изделий, полученных литьем под давлением, в основном влияет структура пресс-формы, свойства материала, система охлаждения¹⁴, система выталкивания, процесс заполнения и усадка. Непродуманная конструкция пресс-формы, например, несоответствующее расположение и количество затворов, вызовет неравномерное течение расплава, что приведет к разнице в плотности и короблению.

Материалы с высокой усадкой (например, кристаллические пластмассы) склонны к короблению из-за неравномерной усадки при охлаждении. Неравномерное охлаждение и разница температур в пресс-форме могут вызвать концентрацию напряжений и увеличить риск коробления. Непродуманная система выталкивания может вызвать неравномерное усилие, что еще больше повлияет на стабильность формы.

Кроме того, температура, давление и скорость потока на этапе заполнения влияют на ориентацию молекул, что приводит к внутреннему напряжению и деформации.