1.Что означает "усадка"?
Важно понимать, что такое усадка, как она происходит в различных пластмассах для литья под давлением и как она происходит. Понимание этих аспектов может помочь вам понять процесс и его важность. Кроме того, это может помочь поддерживать практическую усадку, которая не влияет на требования к конечному размеру продукта, что приводит к дефектным продуктам. Поэтому продолжайте читать, чтобы узнать о пластиковой усадке при литье под давлением.
Литье, выполненное с использованием пластмасс методом литья под давлением, проходит процесс, известный как усадка, который сокращается по мере охлаждения после впрыска. Большая часть усадки происходит внутри формы во время охлаждения, но после извлечения детали все еще происходит некоторая усадка, так как она продолжает охлаждаться.
Это указывает на степень, до которой размер пластиковой детали уменьшается после ее извлечения из формы и охлаждения. Виды пластмасс, условия формования, конструкция формы и другие факторы играют роль в усадке пластика.
Существует широкий диапазон скоростей усадки между различными полимерными материалами. Во-вторых, скорость, с которой контуры пластиковой детали сильно влияют на усадку пластика, степень сложности внутренней структуры детали и наличие или отсутствие вставок.
Усадка формованных пластиковых деталей может достигать 20% по объему при измерении при технологической и комнатной температуре. Это объемное сокращение полимеров часто приводит к короблению деталей и различиям в размерах. Эти изменения происходят между изготовленными деталями и формой.
2.Как рассчитать скорость усадки, чтобы обеспечить долговечность конечного продукта?
Важно предсказать усадку перед началом производства, чтобы избежать дорогостоящих и временных корректировок инструмента. Все пластики имеют минимальный и максимальный процент усадки, но необходимо учитывать все другие элементы, влияющие на скорость усадки. Лучший метод расчета скорости усадки - разработать прототип инструмента, чтобы имитировать условия охлаждения и литниковые спецификации, используемые в процессе производства. Это не только обеспечит точное измерение усадки, но и предоставит возможность настроить инструмент перед производственным процессом, если возникнут какие-либо дефекты. Определение скорости усадки при литье пластмасс под давлением жизненно важно для поддержания оптимизированного производства.
3.Когда происходит усадка?
· Разница в длине, вызванная тепловым расширением и холодным сжатием в полимерах
Когда необходимо изготовить форму для литья под давлением, важно расплавить исходные компоненты для пластика. На этом этапе температура процесса плавления повышается до 200-300 градусов, и исходные компоненты для пластика нагреваются и расширяются. Температура литьевой формы будет снижаться по мере прохождения процесса охлаждения, что приведет к возможному уменьшению ее объема.
· Вариации в атомном и молекулярном составе пластмасс
Например, в процессе формования термореактивных пластмасс структура молекул, составляющих смолу, трансформируется из линейной в объемную. Поскольку объемная масса объемной структуры больше, чем у линейной структуры, и поскольку общий объем линейной структуры уменьшается, объемная структура становится меньше.
· Изменение остаточного напряжения
Сила давления при формовании, анизотропия, неравномерное смешивание добавок и температура формы могут повлиять на инструмент во время его использования для изготовления пластиковых изделий методом литья под давлением.
После формования в литьевой форме все еще остается некоторое остаточное напряжение. Это остаточное напряжение будет постепенно уменьшаться и перераспределяться с течением времени. Как прямое следствие, литьевая форма снова уменьшится. Этот тип усадки иногда называют пост-усадкой.
· Размер сечения литника
Существует широкий диапазон размеров поперечного сечения для литьевых форм. Большие литниковые каналы повышают давление в полости и увеличивают время закрытия литника, что позволяет большему количеству расплавленного материала поступать в полость. Это достигается за счет увеличения потока расплава.
· Разновидность пластика
Кристаллические полимеры, такие как полипропилен (PP) и полиамид (PA), имеют большую усадку после извлечения из формы и более широкий диапазон усадки, чем некристаллические пластики, такие как поликарбонат (PS) и акрилонитрилбутадиенстирол (ABS).
4.Что происходит, если формованные детали сжимаются неравномерно?
Неравномерная усадка называется короблением. Если области детали сжимаются неравномерно, они создают напряжения внутри детали. Эти напряжения зависят от жесткости детали, что может привести к деформации или изменению формы детали. Это приводит к появлению трещин в деталях при длительном использовании.
Усадка формованных пластиковых деталей может достигать 20% по объему при измерении при технологической и комнатной температуре. Это объемное сокращение полимеров часто приводит к короблению деталей и различиям в размерах. Эти изменения происходят между изготовленными деталями и формой. В технике экструзии вместо формы используется матрица.
5.Какие причины вызывают усадку при литье пластмасс под давлением?
Вариации в усадке являются основной причиной коробления, что может показаться сложным, но на самом деле довольно просто. Иными словами, когда компонент сжимается равномерно во всех направлениях, он не только становится меньше, но и сохраняет свою первоначальную форму. С другой стороны, если одна часть сжимается с другой скоростью, чем остальные, разница вызовет напряжения внутри детали. Когда деталь извлекается из формы, она деформируется, если силы, действующие на нее, превышают ее способность сохранять структурную целостность.
Существует четыре основных типа усадки, которые следующие:
· Региональная
Это происходит, когда скорость усадки каждой части отличается от областей, которые находятся ближе к затвору, и областей, которые находятся ближе к концу заполнения (EOF); обычно это различие происходит между областями детали, которые толще (область затвора), и областями, которые тоньше (область EOF). Одна область сжимается быстрее, чем другая.
· Вдали от плотного вещества
Эта разница в усадке происходит, когда усадка на верхней части детали отличается от усадки на нижней части, когда деталь разрезана пополам. Из-за этой разницы компонент может изгибаться, потому что одна сторона может сжиматься больше, чем другая, и, как следствие, будет меньше другой стороны.
· В направлении
Различия в усадке могут происходить как параллельно, так и перпендикулярно ориентации материала, часто известной как направление потока. Это может быть вызвано выравниванием молекул или волокон. Как уже было сказано ранее, аморфный материал имеет тенденцию сжиматься больше в направлении, параллельном направлению потока. Усадка кристаллических твердых тел обычно больше перпендикулярно направлению потока.
· Сравнение в плоскости и по толщине
Чаще всего полимеры сжимаются в направлении их толщины, а не в направлении их поверхностной плоскости. Этот эффект вызван предотвращением формы. Наличие разницы между тем, насколько что-то сжимается в направлении плоскости и в направлении толщины, может привести к деформации. Это часто происходит в углах детали, которые иногда толще номинальной толщины стенки.
6.Как контролировать усадку во время литья под давлением?
Каждый материал имеет коэффициент усадки, который указывается его производителем. Это можно использовать для прогнозирования изменений в пластике с момента его формования и после полного охлаждения. Любой материал расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении до комнатной температуры. Каждое измерение пластикового изделия будет уменьшаться на определенное количество во время его охлаждения. Контроль этой усадки может быть ключом к совершенствованию вашего конечного продукта. Давайте поговорим о некоторых способах контроля усадки во время процесса литья под давлением.
Температура материала
Регулировка температуры пластмассовой смолы при нагревании важна для контроля усадки. Чем выше материал нагревается перед заливкой, тем больше молекулы расширяются. При охлаждении эти молекулы сжимаются обратно. Чем ниже температура пластика на момент заливки, тем меньше будет усадка во время процесса охлаждения.
Температура формы
Контроль температуры формы может контролировать усадку. Использование холодной формы позволяет внешним краям детали высохнуть до того, как она сможет заполнить и сжать все пространство должным образом. Использование горячей формы создаст меньшую усадку, чем холодная. Это позволяет молекулам пластмассового материала продолжать свободно двигаться, заполняя форму и достигая правильного давления перед началом охлаждения.
Регулировка давления
Сила давления, используемая для впрыска пластмассового материала, имеет прямое значение, когда речь идет о коэффициентах усадки. Это давление, необходимое для уплотнения материала на месте. Чем плотнее упакован материал, тем меньше возможности для движения при его охлаждении. Чем выше давление при впрыске, тем меньше будет усадка пластика.
Пока давление прикладывается до тех пор, пока пластик не затвердеет, усадка будет ограничена. Если давление будет снято до полного охлаждения пластика, усадка ухудшится. Удержание пластика на месте во время его охлаждения для обратного изменения его обычного паттерна усадки контролирует усадку, но процесс занимает больше времени и стоит дороже. Принудительное обдувание пластиковых деталей также помогает стабилизировать их.
Погружение в холодную воду
Еще один способ быстрого охлаждения пластиковой детали - погружение ее в воду комнатной температуры. Это охлаждает материал ниже его точки плавления и останавливает усадку после формования. Это помогает внутренним стенкам пластика затвердеть быстрее, так как эти области дольше охлаждаются и затвердевают, чем внешние стенки. Это немного рискованно из-за напряжения, которое это вызывает на продукт. Это может вызвать трещину или разлом, если пластик подвергнется воздействию экстремальных температур в будущем.
Определение того, как пластиковое изделие будет сжиматься и изгибаться при охлаждении, важно для получения идеального конечного продукта. Поиск способов контроля охлаждения материала помогает гарантировать, что ваши детали будут получаться такими, какими они должны быть каждый раз. Вы хотите получать стабильные результаты при выполнении проектов литья под давлением. Формулировка материалов, размеры формы и детали обработки будут влиять на усадку.
7.Заключение
В большинстве случаев множественные воздействия могут компенсировать или усиливать друг друга, что делает невозможным разделение вклада каждого эффекта. Понимание того, как и почему пластмассы, формуемые под давлением, сжимаются, дает инженерам конкурентное преимущество при анализе через моделирование для создания подходящего пластикового изделия, которое соответствует их бюджету и временным рамкам.
