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注塑生產(chǎn)中的內(nèi)應(yīng)力問題詳解

發(fā)布時間:2023-11-21 14:15:08 點擊數(shù):0
     1、關(guān)于內(nèi)應(yīng)力稱謂。通常的定義“內(nèi)應(yīng)力是塑料在成型加工的過程中高分子鏈段受到強迫高彈形變后趨于回復(fù)的一種力量”并不完全。其實內(nèi)應(yīng)力是指熔融樹脂在冷卻過程中會由于熱效應(yīng)/取向效應(yīng)帶來的內(nèi)部應(yīng)力,但我們理解其時候不要僅僅理解其為靜止的應(yīng)力,它其實伴隨著縮水,變形等動態(tài)現(xiàn)象,大家可以理解它為內(nèi)應(yīng)力效應(yīng)。
     2、關(guān)于內(nèi)應(yīng)力影響。內(nèi)應(yīng)力在塑膠產(chǎn)品中或多或少一定都有,它帶來的影響有:縮水缺陷,變形缺陷,真空泡缺陷,分層缺陷,應(yīng)力開裂缺陷(特別是有金屬嵌件的開裂,烤漆電鍍時的開裂,天氣變化變冷時候的開裂,尖角開裂),粘模缺陷,起皮缺陷等。
     3、關(guān)于內(nèi)應(yīng)力的成因及分類。大體上內(nèi)應(yīng)力分為3類。
     3.1凍結(jié)應(yīng)力。由于“噴泉流動”的原因,正常熔體最外層其分子鏈被強制拉直且緊貼模腔壁冷卻,這層冷固層大約0.05-0.2mm厚,依據(jù)剪切力和模具溫度不同而不同,這種被強制拉直的狀態(tài)不是高分子鏈的本來狀態(tài),是不穩(wěn)定的。這層是致密的,密度最高,但其取向并不嚴重。
     3.2取向應(yīng)力。冷固了的停止流動的凝固層與中心熱的芯部形成速度剪刀差,高的速度梯度下形成了高取向?qū)樱@層厚度比凝固層后,取向更大,回復(fù)趨勢更明顯。
     3.3體積應(yīng)變應(yīng)力。熱的芯部慢慢收縮,形成低密度的芯部,而外部的密度相對較高,密度不同帶來了應(yīng)力差異。這樣,外層是壓應(yīng)力,內(nèi)層是拉應(yīng)力,這種拉壓的趨勢產(chǎn)生了巨大的應(yīng)力。
     4、內(nèi)應(yīng)力各種不同機理應(yīng)力的缺陷果。這樣說來,問題就明確了。
     4.1凍結(jié)應(yīng)力對應(yīng)的缺陷=應(yīng)力開裂;
     4.2取向應(yīng)力對應(yīng)的缺陷<=>變形,起皮,分層;
     4.3 體積應(yīng)變應(yīng)力對應(yīng)的缺陷<=>收縮,真空泡,脫模裂;
     5、消除措施。了解到上述原因,消除措施也就簡單了。
     5.1凍結(jié)應(yīng)力的消除。就是高模溫低剪切。也就是高模溫低射速而已。
     5.2取向應(yīng)力的消除。就是低射速低剪切。
     5.3體積應(yīng)變應(yīng)力的消除。低的內(nèi)壓就可以了,就是飽和度低點,也就是保壓小點短點。
     最終的話,退火是消除應(yīng)力的最佳途徑。
     6、新工藝的應(yīng)用。
     6.1高模溫可以有效減少凍結(jié)應(yīng)力及取向應(yīng)力,所以現(xiàn)在的急冷急熱技術(shù)可以大大消除這2方面應(yīng)力。
     6.2射膠完畢后停止可以有效減少體積應(yīng)變應(yīng)力和取向應(yīng)力。所以在工藝上選用超低的一段保壓對上述有效,當然更有效的是射膠后螺桿倒索再保壓。
     7、關(guān)于應(yīng)力相關(guān)的通俗解釋。理論要通俗易懂,下面簡單通俗地說下應(yīng)力。
     7.1應(yīng)力開裂。以常見的二次處理時候的應(yīng)力開裂為例。溶劑可以誘導(dǎo)塑料開裂,這主要是凍結(jié)應(yīng)力和取向應(yīng)力的。我們可以理解塑料是柴堆,微觀上看它有很多空隙的,而低分子性質(zhì)活潑的溶劑(比如苯,乙醚,丙酮)是小爬蟲,可以很輕松進入柴堆內(nèi)部,也就是塑料的內(nèi)部,破壞塑料高分子鏈間的范德華力和氫鍵的力,導(dǎo)致分子鏈松散,表面開裂。
     7.2收縮及真空泡。收縮及真空泡其實是一回事,當塑料內(nèi)部收縮時候,局部密度減小,體積空間必然要減小,這樣或者向內(nèi)收縮或者外部收縮,前者就是真空泡后者就是縮水,所以產(chǎn)品用熱水浸泡就是消除內(nèi)部收縮趨勢。模具表面低溫就是消除外部收縮趨勢,因為它的表皮厚,被拉動困難而已。
     7.3.變形。現(xiàn)在通常的理論都說變形原因中,取向應(yīng)力是最主要的,煒林納改性塑料的觀點不是這樣,取向應(yīng)力對變形影響不大,對開裂有影響對起皮有影響但變形主要還是局部的體積應(yīng)變應(yīng)力差異造成的。
 
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