Ekstruderingsmaskin

Kjenner du til alle faktorene som genererer og påvirker indre spenninger i sprøytestøpte produkter?

1. generering av intern stress
I sprøytestøpte produkter er den lokale spenningstilstanden forskjellig på hvert sted, og graden av deformasjon av produktene vil bli bestemt av spenningsfordelingen. Hvis produktet avkjøles, vil denne typen spenning utvikle seg, så denne typen spenning kalles også «støpespenning».
La oss ta en titt på introduksjonen avekstruderingsmaskin.

Det finnes to typer interne spenningspakker for sprøytestøpte produkter: den ene er støpespenningen og den andre er temperaturspenningen. Når smelten kommer inn i formen ved en lavere temperatur, avkjøles og størkner smelten nær hulromsveggen raskt, slik at molekylkjedesegmentene "fryses". På grunn av den dårlige varmeledningsevnen til det størknede polymerlaget, skapes en stor temperaturgradient i retning av produktets tykkelse. Produktets hjerte størkner veldig sakte, slik at når porten lukkes, har smelteenheten i midten av produktet ennå ikke størknet, og sprøytestøpemaskinen er da ikke i stand til å kompensere for kjølekrympingen.

Produktets indre krymping er dermed i motsatt retning av virkningen av det harde hudlaget; kjernen er i statisk spenning mens overflatelaget er i statisk kompresjon.

Når smelten fyller formen og flyter, i tillegg til volumkrympingseffekten forårsaket av spenningen, er det også spenninger forårsaket av ekspansjonseffekten fra løperen og sluseutløpet; førstnevnte effekt forårsaker spenninger relatert til retningen på smeltens strømning, sistnevnte på grunn av ekspansjonseffekten fra utløpet vil forårsake spenninger i retningen vinkelrett på strømningen.

2. Prosessfaktorer som påvirker stress

(1) På grunn av spenningseffekten under raske avkjølingsforhold vil orientering føre til dannelse av indre spenninger i polymeren. På grunn av den høye viskositeten til polymersmelten kan ikke den indre spenningen avlastes raskt, noe som påvirker produktets fysiske egenskaper og dimensjonsstabilitet.

Påvirkning av ulike parametere på orienteringsspenninger.

Smeltetemperatur, høy smeltetemperatur, lav viskositet, lavere skjærspenning og redusert orientering; på den annen side vil høy smeltetemperatur gjøre spenningsavslapningen raskere og fremme evnen til å styrke uorienteringen.

Uten å endre trykket i sprøytestøpemaskinen vil imidlertid trykket i formhulrommet øke, og den sterke skjæreffekten vil føre til en økning i orienteringsspenningen.

Å forlenge holdetiden til dysen er lukket vil føre til økt orienteringsspenning.

Å øke injeksjonstrykket eller holdetrykket vil øke orienteringsspenningen.

En høy formtemperatur sørger for at produktet avkjøles sakte og fungerer som en uorientering.

Øk tykkelsen på produktet for å redusere orienteringsspenningen, fordi tykkveggede produkter avkjøles sakte, viskositeten øker sakte, og spenningsavslapningsprosessen varer lenge, slik at orienteringsspenningen er liten.

(2) Effekten på temperaturstress

Som nevnt ovenfor, på grunn av temperaturgradienten mellom smelten og veggen når formen fylles, må det ytre laget av smelten som størkner først bidra til å stoppe krympingen av det indre laget av smelten som størkner senere, noe som resulterer i trykkspenning (krympespenning) i det ytre laget og strekkspenning (orienteringsspenning) i det indre laget.

Hvis formen fylles og deretter holdes under trykk over lengre tid, tilsettes polymersmelten formhulrommet, noe som øker hulromstrykket, noe som endrer de indre spenningene på grunn av ujevne temperaturer. Men hvis holdetiden er kort og hulromstrykket er lavt, vil produktet forbli i samme spenningstilstand som da det ble avkjølt.

Hvis trykket i formhulrommet ikke er tilstrekkelig i begynnelsen av kjøleprosessen, vil det ytre laget av produktet krympe på grunn av størkning og danne en fordypning. Hvis trykket i formhulrommet ikke er tilstrekkelig på et senere tidspunkt når produktet har dannet et kaldt, hardt lag, vil det indre laget av produktet skille seg på grunn av krymping eller danne et hulrom. Hvis trykket i formhulrommet opprettholdes før porten lukkes, vil det bidra til å øke produktets tetthet og eliminere kjøletemperaturspenningen, men det vil genereres en stor spenningskonsentrasjon nær porten.

Det ser derfor ut til at jo større trykket i formen er, desto lengre blir holdetiden, noe som vil bidra til å redusere krympespenningen generert av temperaturen og omvendt øke trykkspenningen.

3. Forholdet mellom intern stress og produktkvalitet

Forekomsten av indre spenninger i produktet vil påvirke produktets mekaniske egenskaper og ytelse alvorlig. På grunn av den ujevn fordeling av indre spenninger vil produktet sprekke under bruk. Ved bruk under glassovergangstemperaturen oppstår ofte uregelmessig deformasjon eller vridning, noe som også kan føre til at produktets overflate blir "hvit" og uklar, og at de optiske egenskapene forringes.

Senking av temperaturen ved porten og økning av kjøletiden vil bidra til å forbedre ujevnheten i spenningen i produktet og gjøre produktets mekaniske egenskaper homogene.

For både krystallinske og ikke-krystallinske polymerer er strekkfastheten anisotropisk. For ikke-krystallinske polymerer varierer strekkfastheten avhengig av plasseringen av porten; når porten er i samme retning som formfyllingen, avtar strekkfastheten når smeltetemperaturen øker; når porten er vinkelrett på formfyllingsretningen, øker strekkfastheten når smeltetemperaturen øker.

Økningen i smeltetemperatur fører til en økning i uorientering og en reduksjon i strekkfasthet på grunn av en reduksjon i orientering. Orienteringen av porten påvirker orienteringen ved å påvirke strømningsretningen, og fordi amorfe polymerer er mer anisotrope enn krystallinske polymerer, er strekkfastheten i retningen vinkelrett på strømningen større for førstnevnte enn for sistnevnte. Lavtemperaturinjeksjon har større mekanisk anisotropi enn høytemperaturinjeksjon, f.eks. er styrkeforholdet i vertikal retning til strømningsretning 1.7 ved høye injeksjonstemperaturer og 2 ved lave injeksjonstemperaturer.

Det ser ut til at en økning i smeltetemperatur, enten det er for krystallinske eller ikke-krystallinske polymerer, fører til en reduksjon i strekkfasthet, men ved en annen mekanisme; førstnevnte skyldes en redusert effekt gjennom orientering.