Plastik Enjeksiyon Kalıplamada İç Gerilmenin Neden Analizi

İç stres üretimi

İçinde enjeksiyon kalıbıed ürünlerde, yerel stres durumu her yerde farklıdır ve ürün deformasyon derecesi, artık stres dağılımı ile belirlenecektir. Ürün soğutulursa. Bir sıcaklık gradyanı varsa, bu tür stres gelişir, dolayısıyla bu stres "kalıplama stresi" olarak da adlandırılır.

Aşağıdakilerde iki tür iç gerilim vardır enjeksiyon kalıplı parçalarBunlardan biri enjeksiyon kalıplı ürünlerin kalıplama gerilimi, diğeri ise sıcaklık kalıntı gerilmeleridir. Eriyik kalıba daha düşük bir sıcaklıkta girdiğinde, boşluk duvarının yakınındaki eriyik hızla soğur ve katılaşır, böylece moleküler zincir segmentleri "donar".

Katılaşmış polimer tabakasının zayıf artık termal gerilme iletkenliği nedeniyle, ürünün kalınlık yönünde büyük bir sıcaklık gradyanı oluşur.

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.

Böylece, ürünün iç büzülmesi sert deri tabakasının hareketinin tersi yönündedir; yüzey tabakası statik sıkıştırma içindeyken çekirdek statik gerilim içindedir.

Eriyik dolum akışında, gerilmenin neden olduğu hacimsel büzülme etkisine ek olarak. Yolluk ve kapak çıkışının genleşme etkisinin neden olduğu gerilmeler de vardır; ilk etki eriyik akış yönüyle ilgili gerilmelere neden olurken, ikincisi çıkış genleşme etkisi nedeniyle akışa dik yönde gerilmelere neden olacaktır.

Stresi etkileyen süreç faktörleri

Hızlı soğutma koşullarında, oryantasyon polimerde stres oluşumuna yol açacaktır. Polimer eriyiğinin yüksek viskozitesi nedeniyle, iç gerilim hızlı bir şekilde gevşetilemez ve ürünün fiziksel özelliklerini ve boyutsal kararlılığını etkiler.

Her bir parametrenin oryantasyon gerilimi üzerindeki etkisi

(1) Erime sıcaklığı, yüksek erime sıcaklığı, düşük viskozite ve kayma gerilimi oryantasyonu azaltır; öte yandan, yüksek erime sıcaklığı nedeniyle gerilme gevşemesi hızlanır ve oryantasyonsuzluğu güçlendirme yeteneği ortaya çıkar.

(2) Enjeksiyon kalıplama makinesinin basıncının değiştirilmemesi durumunda, kalıp boşluğu basıncı artacak ve güçlü kesme etkisi oryantasyon geriliminde bir artışa yol açacaktır.

(3) Nozul kapatılmadan önce bekletme süresinin uzatılması oryantasyon geriliminde artışa yol açacaktır.

(4) Enjeksiyon basıncının veya tutma basıncının artırılması oryantasyon gerilimini artıracaktır.

(5) Yüksek kalıp sıcaklığı ürünün yavaş soğumasını sağlayabilir ve yönsüzleşmede rol oynar.

(6) Yönlendirme gerilimini azaltmak için ürünün kalınlığını artırın, çünkü kalın duvarlı ürünler yavaş soğur, viskozite artar ve uzun bir sürenin gerilim gevşeme süreci, bu nedenle yönlendirme gerilimi küçüktür.

Sıcaklık stresi üzerindeki etkisi

(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.

Ancak, kısa bekletme süresi ve düşük boşluk basıncı durumunda, ürün soğurken orijinal gerilim durumunu korumaya devam edecektir.

(3) Ürün soğutmanın erken aşamasında kalıp boşluğu basıncı yetersizse, ürünün dış tabakası katılaşma büzülmesi nedeniyle bir çöküntü oluşturacaktır; eğer enjeksiyon kalıbı Ürünün soğuk sert bir tabaka oluşturduğu sonraki aşamada boşluk basıncı yetersiz kalırsa, ürünün iç tabakası büzülme nedeniyle ayrılacak veya boşluklar oluşturacaktır.

(4) Kapı kapatılmadan önce boşluk basıncı korunursa, ürünün yoğunluğunu artırmak ve soğutma sıcaklığı stresini ortadan kaldırmak faydalıdır, ancak kapının yakınında büyük bir stres konsantrasyonu oluşacaktır.

(5) Dolayısıyla, kalıptaki basınç arttıkça bekletme süresinin uzadığı, bunun da sıcaklık tarafından üretilen büzülme stresini azaltmaya yardımcı olduğu ve bunun tersinin de basınç stresini artıracağı görülmektedir.

İç stres ve ürün kalitesi arasındaki ilişki

(1) Üründeki iç gerilimin varlığı, ürünün mekanik özelliklerini ve performansını ciddi şekilde etkileyecektir; iç gerilimin varlığı ve eşit olmayan dağılımı nedeniyle, ürünün kullanım sürecinde çatlaklar meydana gelecektir.

Kullanımın altındaki camsı geçiş sıcaklığında, genellikle düzensiz deformasyon veya çarpılma meydana gelir, ancak aynı zamanda ürünün yüzeyinin "beyaz", bulutlu, optik özelliklerinin bozulmasına neden olur.

(2) Kapıdaki sıcaklığı düşürmeye çalışın ve yavaş soğutma süresini artırın, bu da ürünün artık gerilme düzensizliğini iyileştirmeye yardımcı olur, böylece ürünün mekanik özellikleri tekdüze olur.

(3) Kristal polimer veya kristal olmayan polimer fark etmeksizin, gerilme mukavemeti anizotropik özellikler gösterir.

Kristal olmayan polimerler için gerilme mukavemeti geçidin konumuna bağlı olarak değişir; geçit kalıp dolgusu ile aynı yönde olduğunda, eriyik sıcaklığı arttıkça gerilme mukavemeti azalır; geçit kalıp dolgusuna dik olduğunda enjeksiyon kalıbı dolum yönünde, eriyik sıcaklığı arttıkça gerilme mukavemeti artar.

(4) Eriyik sıcaklığının artması yeniden yönlendirme etkisinin güçlenmesine yol açarken, yönlendirme etkisinin zayıflaması gerilme mukavemetini azaltır.

Kapının yönü, malzeme akışının yönünü etkileyerek oryantasyonu etkiler ve kristal olmayan polimerlerin anizotropisi kristal polimerlerden daha güçlü olduğundan, akış yönüne dik yöndeki gerilme mukavemeti birincisi için ikincisinden daha fazladır.

Düşük sıcaklık enjeksiyon kalıplama yüksek sıcaklıktaki enjeksiyondan daha fazla mekanik anizotropiye sahiptir, örneğin akış yönüne dik mukavemet oranı yüksek enjeksiyon sıcaklığında 1,7 ve düşük enjeksiyon sıcaklığında 2'dir.

(5) Bu nedenle, eriyik sıcaklığındaki bir artışın hem kristal hem de kristal olmayan polimerler için gerilme mukavemetinde bir azalmaya yol açtığı görülmektedir, ancak mekanizma farklıdır; ilki oryantasyon yoluyla azalmanın etkisinden kaynaklanmaktadır.