1. Stopień skurczu
Forma i obliczenie skurczu przy formowaniu termoplastycznym są takie, jak wspomniano powyżej. Czynniki wpływające na skurcz formowania tworzyw termoplastycznych są następujące:
1. Rodzaje tworzyw sztucznych Podczas procesu formowania tworzyw termoplastycznych, ze względu na takie czynniki, jak zmiany objętości spowodowane krystalizacją, silne naprężenia wewnętrzne, duże naprężenia szczątkowe zamrożone w częściach z tworzyw sztucznych, silna orientacja molekularna itp., stopień skurczu jest niższy. z termoutwardzalnych tworzyw sztucznych. Większy, szerszy zakres skurczu, oczywista kierunkowość i po uformowaniu.
2. Charakterystyka części z tworzyw sztucznych Podczas formowania stopiony materiał styka się z powierzchnią wnęki, a warstwa zewnętrzna jest natychmiast schładzana, tworząc stałą skorupę o małej gęstości. Ze względu na słabą przewodność cieplną tworzywa sztucznego, wewnętrzna warstwa części z tworzywa sztucznego stygnie powoli, tworząc stałą warstwę o dużej gęstości, która znacznie się kurczy. Dlatego te o grubych ściankach, powolnym chłodzeniu i grubych warstwach o dużej gęstości będą się bardziej kurczyć. Ponadto obecność lub brak wkładek oraz rozmieszczenie i ilość wkładek bezpośrednio wpływają na kierunek przepływu materiału, rozkład gęstości i odporność na skurcz. Dlatego właściwości części z tworzyw sztucznych mają większy wpływ na wielkość skurczu i kierunkowość.
3. Czynniki takie jak forma, rozmiar i rozmieszczenie wlotu surowca bezpośrednio wpływają na kierunek przepływu materiału, rozkład gęstości, utrzymywanie ciśnienia i efekt podawania oraz czas formowania. Wloty paszowe bezpośrednie i wloty paszowe o dużych przekrojach (szczególnie te o grubszych przekrojach) mają mniejszy skurcz, ale większą kierunkowość, natomiast wloty paszowe o szerszej i krótszej długości mają mniejszą kierunkowość. Te znajdujące się blisko wlotu surowca lub równolegle do kierunku przepływu materiału będą się bardziej kurczyć.
4. Warunki formowania: Temperatura formy jest wysoka, stopiony materiał powoli się ochładza, ma dużą gęstość i znacznie się kurczy. Szczególnie w przypadku materiałów krystalicznych skurcz jest większy ze względu na wysoką krystaliczność i dużą zmianę objętości. Rozkład temperatury formy jest również powiązany z wewnętrznym i zewnętrznym chłodzeniem oraz równomiernością gęstości części z tworzywa sztucznego, co bezpośrednio wpływa na skurcz i kierunkowość każdej części. Ponadto ciśnienie i czas trzymania również mają większy wpływ na skurcz. Jeśli ciśnienie jest wysokie, a czas jest długi, skurcz będzie niewielki, ale kierunkowy.
Ciśnienie formowania wtryskowego jest wysokie, różnica lepkości stopionego materiału jest niewielka, naprężenia ścinające pomiędzy warstwami są małe, a odskok sprężysty po wyjęciu z formy jest duży, dzięki czemu skurcz można odpowiednio zmniejszyć. Temperatura materiału jest wysoka, skurcz jest duży, ale kierunkowość jest mała. Dlatego dostosowanie różnych czynników, takich jak temperatura formy, ciśnienie, prędkość wtrysku i czas chłodzenia podczas formowania, może również odpowiednio zmienić skurcz części z tworzywa sztucznego.
Projektując formę, w oparciu o zakres skurczu różnych tworzyw sztucznych, grubość ścianki i kształt części z tworzywa sztucznego, rozmiar i rozmieszczenie wlotu surowca, stopień skurczu każdej części części z tworzywa sztucznego określa się na podstawie doświadczenia i następnie obliczany jest rozmiar wnęki. W przypadku precyzyjnych części z tworzyw sztucznych i gdy trudno jest kontrolować stopień skurczu, ogólnie odpowiednie są następujące metody:
Forma projektowa:
①Ustaw mniejszy skurcz dla zewnętrznej średnicy części z tworzywa sztucznego i większy dla wewnętrznej średnicy, aby pozostawić miejsce na korektę po testowaniu formy.
② Wypróbuj formę, aby określić formę, rozmiar i warunki formowania systemu nalewania.
③ Zmiany wymiarowe części plastikowych przeznaczonych do obróbki końcowej należy określić po obróbce końcowej (pomiar należy wykonać 24 godziny po wyjęciu z formy).
④Popraw formę zgodnie z rzeczywistą sytuacją skurczu.
⑤Wypróbuj formę ponownie i odpowiednio zmień warunki procesu, aby nieznacznie skorygować wartość skurczu, aby spełnić wymagania części z tworzywa sztucznego. zdjęcie
2. Płynność
Płynność dzieli się na trzy kategorie:
①Dobra płynność: PA, PE, PS, PP, CA, poli(4)metylopenten;
② Żywica polistyrenowa o średniej płynności (taka jak ABS, AS), PMMA, POM, eter polifenylenowy;
③Słaba płynność PC, twardy PVC, eter polifenylenowy, polisulfon, poliarylosulfon, fluoroplastiki.
1. Płynność tworzyw termoplastycznych można ogólnie analizować na podstawie szeregu wskaźników, takich jak masa cząsteczkowa, wskaźnik płynięcia, długość przepływu po spirali Archimedesa, lepkość pozorna i współczynnik płynięcia (długość płynięcia/grubość ścianki części z tworzywa sztucznego).
Mała masa cząsteczkowa, szeroki rozkład masy cząsteczkowej, słaba regularność struktury molekularnej, wysoki wskaźnik szybkości płynięcia, długa długość przepływu spiralnego, mała lepkość pozorna i duży współczynnik przepływu zapewniają dobrą płynność. W przypadku tworzyw sztucznych o tej samej nazwie produktu należy sprawdzić instrukcję, aby ustalić, czy płynność jest odpowiednia. Do formowania wtryskowego.
2. Płynność różnych tworzyw sztucznych również zmienia się pod wpływem różnych czynników kształtujących. Główne czynniki wpływające są następujące:
① Temperatura Im wyższa temperatura materiału, tym większa płynność, ale różne tworzywa sztuczne również się różnią, PS (szczególnie odporne na uderzenia i wysoką wartość MFR), PP, PA, PMMA, modyfikowany polistyren (taki jak ABS, AS) Płynność tworzywa sztuczne, takie jak PC i CA, zmieniają się znacznie wraz z temperaturą. W przypadku PE i POM wzrost lub spadek temperatury ma niewielki wpływ na ich płynność. Dlatego ten pierwszy powinien dostosować temperaturę, aby kontrolować płynność podczas formowania.
② Wraz ze wzrostem ciśnienia podczas formowania wtryskowego pod ciśnieniem stopiony materiał będzie podlegał większemu ścinaniu, a płynność również wzrośnie. Szczególnie PE i POM są bardziej wrażliwe, dlatego podczas formowania należy regulować ciśnienie wtrysku, aby kontrolować płynność.
③Forma, rozmiar, układ układu zalewania konstrukcji formy, konstrukcja układu chłodzenia, opory przepływu stopionego materiału (takie jak wykończenie powierzchni, grubość przekroju kanału zasilającego, kształt wnęki, układ wydechowy) i inne czynniki bezpośrednio wpływają na przepływ stopionego materiału w wnęka Rzeczywista płynność stopu zmniejszy się, jeśli temperatura stopionego materiału zostanie obniżona, a odporność na płynność wzrośnie.
Projektując formę należy dobrać rozsądną konstrukcję biorąc pod uwagę płynność zastosowanego tworzywa sztucznego. Podczas formowania można również kontrolować takie czynniki, jak temperatura materiału, temperatura formy, ciśnienie wtrysku i prędkość wtrysku, aby odpowiednio dostosować warunki napełniania do potrzeb formowania.
3. Krystaliczność
Tworzywa termoplastyczne można podzielić na dwie kategorie: tworzywa krystaliczne i tworzywa amorficzne (znane również jako amorficzne) ze względu na fakt, że nie krystalizują po skropleniu.
Tak zwane zjawisko krystalizacji polega na tym, że gdy tworzywo sztuczne przechodzi ze stanu stopionego do stanu skondensowanego, cząsteczki poruszają się niezależnie i są całkowicie nieuporządkowane, a cząsteczki przestają się swobodnie poruszać i osiadają w lekko ustalonej pozycji, i istnieje tendencja do cząsteczki należy ułożyć w regularny model. zjawisko.
Standard wyglądu umożliwiający rozróżnienie tych dwóch rodzajów tworzyw sztucznych zależy od przezroczystości grubościennych części z tworzyw sztucznych. Generalnie materiały krystaliczne są nieprzezroczyste lub półprzezroczyste (takie jak POM itp.), a materiały amorficzne są przezroczyste (takie jak PMMA itp.).
Są jednak wyjątki. Na przykład poli(4)metylopenten jest tworzywem krystalicznym, ale ma wysoką przezroczystość, a ABS jest materiałem amorficznym, ale nie jest przezroczysty.
Projektując formy i dobierając wtryskarki należy zwrócić uwagę na następujące wymagania i środki ostrożności dotyczące tworzyw krystalicznych:
① Podniesienie temperatury materiału do temperatury formowania wymaga dużej ilości ciepła, dlatego należy zastosować sprzęt o dużej zdolności uplastyczniania.
② Podczas chłodzenia i odzyskiwania uwalniana jest duża ilość ciepła, dlatego należy je całkowicie schłodzić.
③Różnica w ciężarze właściwym pomiędzy stanem stopionym a stanem stałym jest duża, co powoduje duży skurcz formy i jest podatna na skurcz i pory.
④Szybkie chłodzenie, niska krystaliczność, mały skurcz i wysoka przezroczystość. Stopień krystaliczności jest powiązany z grubością ścianki części z tworzywa sztucznego. Grubość ścianki oznacza wolniejsze chłodzenie, wyższą krystaliczność, większy skurcz i lepsze właściwości fizyczne. Dlatego temperaturę formy materiałów krystalicznych należy kontrolować w razie potrzeby.
⑤ Znacząca anizotropia i duże naprężenia wewnętrzne. Nieskrystalizowane cząsteczki po wyjęciu z formy mają tendencję do dalszej krystalizacji, znajdują się w stanie nierównowagi energetycznej i są podatne na odkształcenia i wypaczenia.
⑥Zakres temperatur krystalizacji jest wąski i łatwo jest wstrzyknąć niestopiony materiał do formy lub zablokować port zasilający.
4. Tworzywa wrażliwe na ciepło i tworzywa łatwo ulegające hydrolizie
1. Wrażliwość termiczna oznacza, że niektóre tworzywa sztuczne są bardziej wrażliwe na ciepło. W przypadku długotrwałego ogrzewania w wysokich temperaturach, zbyt małego przekroju otworu zasilającego lub efektu ścinania, temperatura materiału wzrasta i jest on podatny na odbarwienia, degradację i rozkład. Ten rodzaj tendencji Tworzywa sztuczne o specjalnych właściwościach nazywane są tworzywami wrażliwymi na ciepło.
Takie jak sztywny PCV, polichlorek winylidenu, kopolimer octanu winylu, POM, polichlorotrifluoroetylen itp. W przypadku rozkładu wrażliwych na ciepło tworzyw sztucznych powstają monomery, gazy, ciała stałe i inne produkty uboczne. W szczególności niektóre gazy rozkładu są drażniące, żrące lub toksyczne dla ludzkiego ciała, sprzętu i pleśni.
Dlatego należy zwrócić uwagę na projekt formy, dobór wtryskarki i formowanie. Należy wybrać wtryskarkę ślimakową. Przekrój systemu nalewania powinien być duży. Forma i cylinder powinny być chromowane. Nie powinno być materiału opóźniającego narożniki. Temperatura formowania i zawartość tworzywa sztucznego muszą być ściśle kontrolowane. Dodaj stabilizatory, aby osłabić jego właściwości wrażliwe na ciepło.
2. Nawet jeśli niektóre tworzywa sztuczne (np. PC) zawierają niewielką ilość wilgoci, ulegną rozkładowi pod wpływem wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia. Ta właściwość nazywa się hydrolizowalnością i należy ją wcześniej ogrzać i wysuszyć.
5. Pękanie naprężeniowe i pękanie stopu
1. Niektóre tworzywa sztuczne są wrażliwe na naprężenia. Są podatne na naprężenia wewnętrzne podczas formowania, są kruche i łatwe do pękania. Części plastikowe pękają pod wpływem siły zewnętrznej lub rozpuszczalnika.
Z tego powodu oprócz dodawania do surowców dodatków poprawiających odporność na pękanie, należy zwrócić uwagę na suszenie surowców i rozsądny dobór warunków formowania, aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne i zwiększyć odporność na pękanie. Należy wybrać rozsądny kształt części z tworzywa sztucznego i nie należy instalować wkładek ani innych środków, aby zminimalizować koncentrację naprężeń.
Projektując formę, należy zwiększyć nachylenie rozformowania, wybrać rozsądny mechanizm wlotowy i wyrzutowy surowca, a także odpowiednio dostosować temperaturę materiału, temperaturę formy, ciśnienie wtrysku i czas chłodzenia podczas formowania, aby uniknąć wyjęcia z formy podczas formowania części z tworzywa sztucznego. zbyt zimny i kruchy. po uformowaniu części z tworzyw sztucznych należy poddać obróbce końcowej, aby poprawić odporność na pękanie, wyeliminować naprężenia wewnętrzne i uniemożliwić kontakt z rozpuszczalnikami.
2. Gdy stopiony polimer przy określonej szybkości przepływu stopu przekroczy pewną wartość podczas przechodzenia przez otwór dyszy w stałej temperaturze, na powierzchni stopu pojawią się wyraźne pęknięcia poprzeczne, zwane pęknięciem stopu, co spowoduje uszkodzenie wyglądu i właściwości fizycznych właściwości części z tworzywa sztucznego.
Dlatego przy wyborze polimerów o dużych szybkościach płynięcia należy zwiększyć przekroje dyszy, rynny i wlotu surowca, zmniejszyć prędkość wtrysku i zwiększyć temperaturę materiału.
6. Wydajność cieplna i szybkość chłodzenia
1. Różne tworzywa sztuczne mają różne właściwości termiczne, takie jak ciepło właściwe, przewodność cieplna i temperatura odkształcenia cieplnego. Plastyfikatory o wysokim cieple właściwym wymagają dużej ilości ciepła, dlatego należy wybrać wtryskarkę o dużej zdolności uplastyczniania. Tworzywa sztuczne o wysokich temperaturach odkształcania pod wpływem ciepła mogą mieć krótki czas chłodzenia i wczesne wyjmowanie z formy, ale po wyjęciu z formy należy zapobiegać odkształceniom podczas chłodzenia.
Tworzywa sztuczne o niskiej przewodności cieplnej charakteryzują się powolną szybkością chłodzenia (takie jak polimery jonowe itp., które charakteryzują się wyjątkowo małą szybkością chłodzenia), dlatego muszą zostać całkowicie schłodzone i należy zwiększyć efekt chłodzenia formy. Formy gorącokanałowe nadają się do tworzyw sztucznych o niskim cieple właściwym i wysokiej przewodności cieplnej. Tworzywa sztuczne o wysokim cieple właściwym, niskiej przewodności cieplnej, niskiej temperaturze odkształcenia termicznego i powolnym tempie chłodzenia nie sprzyjają formowaniu z dużą prędkością. Należy dobrać odpowiednią wtryskarkę i wzmocnić chłodzenie formy.
2. Różne tworzywa sztuczne wymagają odpowiedniej szybkości chłodzenia w zależności od ich charakterystyki typu i kształtu części z tworzyw sztucznych. Dlatego forma musi być wyposażona w system ogrzewania i chłodzenia zgodnie z wymaganiami formowania, aby utrzymać określoną temperaturę formy. Gdy temperatura materiału zwiększa temperaturę formy, należy ją schłodzić, aby zapobiec odkształceniu części z tworzywa sztucznego po wyjęciu z formy, skrócić cykl formowania i zmniejszyć krystaliczność.
Jeżeli ciepło odpadowe tworzywa sztucznego nie wystarcza do utrzymania formy w określonej temperaturze, formę należy wyposażyć w system grzewczy utrzymujący formę w określonej temperaturze, aby kontrolować szybkość chłodzenia, zapewnić płynność, poprawić warunki napełniania lub kontrolę powolne chłodzenie części z tworzywa sztucznego. Zapobiegaj nierównomiernemu chłodzeniu grubościennych części z tworzyw sztucznych wewnątrz i na zewnątrz, zwiększaj krystaliczność itp.
W przypadku materiałów charakteryzujących się dobrą płynnością, dużą powierzchnią formowania i nierównomierną temperaturą materiału może zaistnieć potrzeba stosowania naprzemiennego ogrzewania lub chłodzenia lub można zastosować zarówno lokalne ogrzewanie, jak i chłodzenie, w zależności od warunków formowania części z tworzywa sztucznego. W tym celu formę należy wyposażyć w odpowiedni układ chłodzenia lub ogrzewania.
7. Higroskopijność
Ponieważ w tworzywach sztucznych występują różne dodatki, mają one różny stopień powinowactwa do wilgoci. Dlatego tworzywa sztuczne można z grubsza podzielić na dwa rodzaje: pochłaniające wilgoć, przylegające do wilgoci oraz takie, które nie wchłaniają wody i niełatwo przylegają do wilgoci. Zawartość wilgoci w materiale musi być kontrolowana w dopuszczalnym zakresie. W przeciwnym razie woda zamieni się w gaz lub ulegnie hydrolizie pod wpływem wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, powodując spienienie żywicy, zmniejszenie płynności oraz pogorszenie wyglądu i właściwości mechanicznych.
Dlatego też higroskopijne tworzywa sztuczne należy wstępnie podgrzać przy użyciu odpowiednich metod i specyfikacji ogrzewania, aby zapobiec ponownemu wchłanianiu wilgoci podczas użytkowania.
