1.Wat wordt bedoeld met "Krimp"?
Het is essentieel om te begrijpen wat krimp is, hoe het optreedt in verschillende spuitgietkunststoffen en hoe het gebeurt. Het begrijpen van deze aspecten kan helpen om het proces en het belang ervan te begrijpen. Het kan ook helpen om praktische krimp te handhaven die de uiteindelijke productspecificaties niet beïnvloedt, wat leidt tot defecte producten. Blijf dus lezen om meer te leren over krimp van kunststoffen bij spuitgieten.
Vormen gedaan met spuitgieten van kunststoffen ondergaat een proces dat bekend staat als krimp, dat samentrekt terwijl het afkoelt na het injecteren. Het meeste van de krimp gebeurt binnen de mal terwijl het afkoelt, maar er is nog steeds enige krimp nadat het onderdeel is uitgeworpen omdat het blijft afkoelen.
Het geeft de mate aan waarin de grootte van het kunststof onderdeel wordt verminderd nadat het uit de mal is verwijderd en is afgekoeld. Kunststofsoorten, vormomstandigheden, de constructie van de mal en andere factoren spelen allemaal een rol bij de krimp van kunststof.
Er is een breed scala aan krimpsnelheden tussen de verschillende polymeermaterialen. Ten tweede, de snelheid waarmee de contouren van het kunststof onderdeel sterk beïnvloeden de krimp van kunststof, de mate van complexiteit van de interne structuur van het onderdeel en de aanwezigheid of afwezigheid van inzetstukken.
De krimp van gegoten kunststof onderdelen kan oplopen tot 20% in volume wanneer gemeten bij de verwerking en omgevingstemperatuur. Deze volumekrimp van polymeren leidt vaak tot vervormde onderdelen en dimensionale verschillen. Deze veranderingen treden op tussen vervaardigde onderdelen en de mal.
2.Hoe bereken je krimptarieven om een duurzaam eindproduct te garanderen?
Het is belangrijk om krimp te voorspellen voordat de productie begint om dure en tijdrovende aanpassingen aan het gereedschap te voorkomen. Alle kunststoffen hebben een minimum en maximum percentage krimp, maar je moet rekening houden met alle andere elementen die de krimpsnelheid beïnvloeden. De beste methode om de krimpsnelheid te berekenen is het ontwikkelen van een prototype gereedschap om de koel- en poort specificaties na te bootsen die tijdens de productie worden gebruikt. Dit zal niet alleen een nauwkeurige meting van de krimp geven, maar ook de mogelijkheid bieden om het gereedschap aan te passen voordat het productieproces begint als er defecten optreden. Het bepalen van de krimpsnelheid van spuitgieten van kunststoffen is essentieel voor het handhaven van een gestroomlijnde productie.
3.Wanneer treedt krimp op?
· Het verschil in lengte veroorzaakt door thermische uitzetting en koude krimp in polymeren
Wanneer de mal voor het spuitgieten moet worden gemaakt, is het essentieel om de grondstoffen voor de kunststof te smelten. Op dit punt stijgt de temperatuur van het smeltproces tot tussen de 200 en 300 graden, en worden de grondstoffen voor de kunststof verwarmd en uitgezet. De temperatuur van de spuitgietmal zal dalen tijdens het afkoelingsproces, wat resulteert in een mogelijke vermindering van het volume.
· Variaties in de atomaire en moleculaire samenstelling van kunststoffen
Bijvoorbeeld, tijdens het vormingsproces voor thermohardende kunststoffen, verandert de structuur van de moleculen die de hars vormen van lineair naar lichaamsvorm. Aangezien de volumemassa van de lichaamsstructuur meer is dan die van de lineaire structuur, en aangezien het totale volume van de lineaire structuur afneemt, wordt de lichaamsstructuur kleiner.
· Een verschuiving in de restspanning
De pure kracht van de gietdruk, anisotropie, ongelijkmatige menging van additieven en de temperatuur van de mal kunnen allemaal invloed hebben op het gereedschap tijdens het gebruik voor het spuitgieten van kunststoffen.
Na het vormen zal de spuitgietmal nog enige restspanning hebben. Deze restspanning zal na verloop van tijd geleidelijk verminderen en zich herverdelen. Als direct gevolg hiervan zal de spuitgietmal opnieuw kleiner worden. Dit type krimp wordt soms post-krimp genoemd.
· De grootte van de poortsectie
Er is een breed scala aan dwarsdoorsnede maten beschikbaar voor spuitgietmallen. Een grote poort verhoogt de holtedruk en verlengt de sluitingstijd van de poort, waardoor meer gesmolten materiaal in de holte kan stromen. Dit wordt bereikt door verhoogde smeltstroom.
· Kunststofsoort
Kristallijne polymeren, zoals polypropyleen (PP) en polyamide (PA), hebben een grotere krimp na het ontmallen en een breder krimpbereik dan niet-kristallijne kunststoffen, zoals polycarbonaat (PS) en acrylonitril-butadieen-styreen (ABS).
4.Wat gebeurt er als de gegoten onderdelen ongelijk krimpen?
Ongelijke krimp wordt kromtrekken genoemd. Als de regio's van het onderdeel ongelijk krimpen, creëren ze spanningen binnen het onderdeel. Deze spanningen zijn afhankelijk van de stijfheid van het onderdeel en kunnen ervoor zorgen dat het onderdeel vervormt of van vorm verandert. Dit leidt tot scheuren in onderdelen bij langdurig gebruik.
De krimp van gegoten kunststof onderdelen kan oplopen tot 20% in volume wanneer gemeten bij de verwerking en omgevingstemperatuur. Deze volumekrimp van polymeren leidt vaak tot vervormde onderdelen en dimensionale verschillen. Deze veranderingen treden op tussen vervaardigde onderdelen en de mal. Bij de extrusieverwerkingstechniek gebruiken we de matrijs in plaats van de mal.
5.Welke reden zal krimp veroorzaken bij het spuitgieten van kunststoffen?
Variaties in krimp zijn de oorzaak van kromtrekken, wat misschien ingewikkeld klinkt maar vrij eenvoudig is. Met andere woorden, wanneer een onderdeel gelijkmatig in alle richtingen krimpt, wordt het niet alleen kleiner maar behoudt het ook zijn oorspronkelijke vorm. Aan de andere kant, als een deel sneller krimpt dan de andere, zal het verschil spanningen binnen het onderdeel veroorzaken. Wanneer het onderdeel uit de mal wordt geworpen, zal het vervormd raken als de krachten die erop worden uitgeoefend de capaciteit om zijn structurele integriteit te behouden overschrijden.
Er zijn vier primaire soorten krimp, die als volgt zijn:
· Regionaal
Dit gebeurt wanneer de snelheid waarmee elk deel krimpt anders is dan de gebieden die het dichtst bij de poort liggen en de gebieden die het dichtst bij het einde van de vulling (EOF) liggen; meestal treedt deze variatie op tussen de gebieden van het deel die dikker zijn (het poortgebied) en gebieden die dunner zijn (het EOF-gebied). Eén gebied krimpt sneller dan een ander.
· Weg van de dichte substantie
Dit verschil in krimp treedt op wanneer de krimp aan de bovenkant van het onderdeel verschilt van de krimp aan de onderkant wanneer het onderdeel doormidden wordt gesneden. Vanwege dit verschil heeft het onderdeel de potentie om te buigen omdat de ene kant meer kan krimpen dan de andere en als gevolg daarvan kleiner zal zijn dan de andere kant.
· In een directionele zin
Verschillen in krimp kunnen zowel parallel als loodrecht op de oriëntatie van het materiaal optreden, vaak bekend als de stroomrichting. De uitlijning van moleculen of vezels kan dit veroorzaken. Zoals eerder gezegd, heeft een amorf materiaal de neiging meer te krimpen in een richting parallel aan de stroomrichting. De krimp van kristallijne vaste stoffen is meestal groter loodrecht op de stroomrichting.
· Vergelijking van de vlakke richting met de dikte
Vaker wel dan niet krimpen polymeren in de richting van hun dikte in plaats van in de richting van hun vlakke oppervlak. Dit effect wordt veroorzaakt door malpreventie. De aanwezigheid van een verschil tussen hoeveel iets krimpt in de vlakke richting en de dikterichting kan leiden tot kromtrekken. Dit gebeurt vaak in de hoeken van het onderdeel, die soms dikker zijn dan de nominale dikte van de wand.
6.Hoe krimp te beheersen tijdens spuitgieten?
Elk materiaal heeft een krimpsnelheid die door de fabrikant wordt opgegeven. Dit kan worden gebruikt om de veranderingen in het plastic te voorspellen vanaf het moment dat het wordt gegoten en nadat het volledig is afgekoeld. Elk materiaal zet uit wanneer het wordt verwarmd en krimpt wanneer het weer afkoelt tot kamertemperatuur. Elke afmeting van het plastic product zal een bepaalde hoeveelheid krimpen tijdens de afkoelperiode. Het beheersen van deze krimp kan de sleutel zijn tot het perfectioneren van uw eindproduct. Laten we eens praten over enkele manieren waarop krimp kan worden gecontroleerd tijdens het spuitgietproces.
Temperatuur van het materiaal
Het aanpassen van de temperatuur van de plastic hars tijdens het verwarmen is belangrijk voor krimpcontrole. Hoe hoger het materiaal wordt verwarmd voordat het wordt gegoten, hoe meer de moleculen uitzetten. Terwijl het afkoelt, krimpen deze moleculen weer. Hoe lager de temperatuur van het plastic op het moment van gieten, hoe minder krimp er zal optreden tijdens het afkoelproces.
Temperatuur van de mal
Het controleren van de temperatuur van de mal kan de krimp beheersen. Het gebruik van een koude mal zorgt ervoor dat de buitenranden van een onderdeel drogen voordat het de hele ruimte goed kan vullen en comprimeren. Het gebruik van een hete mal zal minder krimp veroorzaken dan een koude. Het stelt de moleculen van het plastic materiaal in staat om vrij te blijven bewegen terwijl het de mal vult en de juiste druk bereikt voordat het begint af te koelen.
Drukaanpassingen
De kracht van de druk die wordt gebruikt om het plastic materiaal te injecteren, maakt een direct verschil als het gaat om krimpsnelheden. Het is de druk die nodig is om het materiaal op zijn plaats te verpakken. Hoe strakker het materiaal is verpakt, hoe minder ruimte er is voor beweging tijdens het afkoelen. Hoe hoger de druk bij injectie, hoe minder het plastic zal krimpen.
Zolang er druk wordt uitgeoefend totdat het plastic is uitgehard, zal de krimp beperkt blijven. Als de druk wordt losgelaten voordat het plastic volledig is afgekoeld, zal de krimp verergeren. Het plastic op zijn plaats houden terwijl het afkoelt om zijn gebruikelijke krimppatroon om te keren, controleert de krimp, maar het proces duurt langer en kost meer. Het forceren van lucht over de plastic onderdelen helpt ook om ze te stabiliseren.
Koudwaterdompeling
Een andere manier om een plastic onderdeel snel af te koelen, is door het in water op kamertemperatuur te dompelen. Dit koelt het materiaal onder zijn smeltpunt en stopt de krimp na het gieten. Dit helpt de binnenwanden van het plastic sneller te stollen, aangezien deze gebieden langer nodig hebben om af te koelen en te stollen dan de buitenwanden. Het is een beetje riskant vanwege de stress die het op het product veroorzaakt. Het kan een breuk of scheur veroorzaken als het plastic later aan extreme temperaturen wordt blootgesteld.
Het bepalen van hoe een plastic product zal krimpen en buigen tijdens het afkoelen is belangrijk om een perfect eindproduct te krijgen. Het vinden van manieren om te controleren hoe het materiaal afkoelt, helpt ervoor te zorgen dat uw onderdelen elke keer weer zo uitkomen als ze zouden moeten. U wilt consistente resultaten bij spuitgietprojecten. De formulering van materialen, malafmetingen en verwerkingsdetails zullen allemaal invloed hebben op de krimp.
7.Conclusie
In de meeste gevallen kunnen meerdere invloeden elkaar tegenwerken of versterken, waardoor het onmogelijk is om de bijdrage van elk effect afzonderlijk te scheiden. Begrijpen hoe en waarom spuitgietkunststoffen krimpen, geeft ingenieurs een concurrentievoordeel bij het analyseren via simulatie om een geschikt plastic product te bouwen dat binnen hun budget en tijdsbestek past.
