Analiza stresului rezidual în produse realizate cu modele de injecție

Generarea de stres intern în produsele realizate cu forme de injecție

În produsele realizate cu forme de injecţie, starea de stres locală este diferită în diferite părţi; și gradul de deformare a produsului va depinde de distribuția de stres. Dacă există un gradient de temperatură în timpul răcirii, acest tip de stres va apărea. Deci, acest tip de stres este, de asemenea, numit "formarea stresului".

Stresul intern al produselor realizate cu forme de injecție include două tipuri: unul formează stres, iar celălalt este stresul temperaturii.

Când topirea intră într-un mucegai mai rece, topirea în apropierea peretelui de cavitate mucegai se solidifică rapid şi îngheaţă segmentul lanţului molecular. Datorită conductivității termice slabe a stratului de polimer solidificat, se formează un gradient de temperatură mai mare în direcția grosimii produsului. Centrul produsului se solidifică destul de încet, astfel încât atunci când poarta este închisă, unitatea de topire în centrul produsului nu s-a solidificat, iar mașina de modelare injecție nu poate reface micșorarea răcirii. Astfel, micşorarea internă a produsului modelat cu injecţie este opusă efectului pielii dure; în timp ce centrul este în întindere statică, suprafața este în compresie statică.

În plus față de stresul cauzat de efectul contracției de volum în timpul umplerii și fluxului de topire, există, de asemenea, stres cauzat de efectul de extindere a alergătorului și a prizei de poartă. Efectul anterior provoacă stres legat de direcția de flux a topirii, în timp ce acesta din urmă provoacă stres perpendicular pe direcția debitului din cauza expansiunii de ieșire.

Factori de proces care afectează stresul de orientare în produsele fabricate cu forme de injecție

În condiţia de răcire rapidă, influenţa stresului de orientare poate cauza formarea de stres intern în polimeri. Datorită vâscozităţii ridicate a topirii din polimer, stresul intern nu se poate relaxa rapid, care afectează proprietățile fizice și stabilitatea dimensiunii produsului.

Influența diferitelor parametri asupra stresului de orientare

• Temperatura de topire: O temperatură ridicată de topire duce la vâscozitate scăzută, și gradul de orientare scade odată cu scăderea stresului de forfecare. Pe de altă parte, temperatura ridicată de topire poate face relaxarea stresului mai rapidă, și poate promova capacitatea de a relaxa orientarea. Cu toate acestea, în cazul presiunii nemodificate a mașinii de modelare a injecției, presiunea cavității va crește, şi forţa puternică va provoca o creştere a stresului de orientare.

• Amânarea timpului de presiune înainte de închiderea duzei va crește stresul de orientare.
  

• Creşterea presiunii injectării sau a presiunii de ţinere creşte stresul de orientare.
  

• O temperatură ridicată a mucegaiului poate asigura răcirea lentă a produsului injectat, joacă un rol în relaxarea stresului de orientare.
  

• Crește grosimea produsului pentru a reduce stresul de orientare, deoarece produsul cu pereți groș se răcește lent, vâscozitatea crește încet, iar procesul de relaxare a stresului este lung, deci stresul de orientare este mic.
  

Influența asupra stresului temperaturii

După cum s-a menționat mai sus, datorită gradientului de temperatură mare dintre topire și peretele de mucegai în timpul umplerii, stratul exterior al topirii solidificate blochează contracția stratului interior; Rezultând presiunea compresivă (stress de contracție) asupra stratului exterior și a stresului de tracțiune (stress de orientare) pe stratul interior.

În cazul în care presiunea cavității mucegai este ținută pentru o lungă perioadă de timp după umplere, topirea polimerului va reînnoi cavitatea mucegaiului, care va creşte presiunea cavitatei mucegai şi va schimba stresul intern cauzat de inegalitatea temperaturii. Dar în cazul unui timp scurt de reţinere şi al presiunii scăzute, stresul intern al produsului injectat va rămâne la fel ca în timpul răcirii.

Dacă presiunea cavității mucegaiului este insuficientă în timpul răcirii inițiale a produsului, stratul exterior al produsului va forma depresii din cauza solidificării și scăderii; în timp ce presiunea cavității mucegaiului este insuficientă după formarea stratului rece și dur al produsului; Stratul interior al produsului se va separa din cauza micşorării, sau formează goluri. În cazul în care presiunea cavității mucegai este menținută înainte de a se închide poarta, este benefic pentru a îmbunătăți densitatea produsului, elimină stresul temperaturii de răcire, dar va duce la o concentraţie mai mare de stres aproape de poartă.

Prin urmare, cu cât presiunea mucegaiului este mai mare şi mai mult timpul de reţinere, mai benefic este de a reduce stresul de scădere cauzat de temperatură, și contrar, va crește stresul compresiv.

Relația dintre stresul intern și calitatea produselor realizate cu forme de injecție

Prezența de stres intern în produs va afecta grav proprietățile mecanice și performanțele produsului modelat cu injecție; datorită distribuţiei inegale a stresului intern în produs, vor apărea fisuri în timpul utilizării. Atunci când este utilizat sub temperatura de tranziție a sticlei, pot apărea deformarea neregulară sau deformarea, iar suprafața produsului poate deveni „albă”, tulbure, și proprietățile optice se pot deteriora.

Eforturile de a reduce temperatura la poartă și de a crește timpul de răcire sunt benefice pentru a îmbunătăți stresul inegal al produsului; stabilirea proprietăților mecanice ale produsului.

Fie că pentru polimeri cristalini sau amorfiși, rezistența la tracțiune prezintă caracteristici anizotropice. Rezistența la tracțiune a polimerilor amorfe rezistența la tracțiune scade odată cu creșterea temperaturii de topire; atunci când poarta este perpendiculară pe direcția de umplere; rezistența la tracțiune crește odată cu creșterea temperaturii de topire.

Deoarece creșterea temperaturii de topire întărește relaxarea stresului de orientare și slăbirea stresului de orientare reduce tensiunea rezistență; orientarea poate fi afectată de orientarea porții prin direcția debitului; și deoarece anizotropia polimerilor amorfi Rezistența la tracțiune în direcția perpendiculară pe debit este mai mare pentru polimeri amorfi Modelarea injecției de joasă temperatură are anizotropie mecanică mai mare decât modelarea injecției la temperatură înaltă. Atunci când temperatura injecției este ridicată, raportul de rezistență al direcției perpendiculare și direcția debitului este de 1,7; în timp ce temperatura injectării este scăzută, raportul este 2.

Prin urmare, creşterea temperaturii de topire va determina o scădere a rezistenţei la tracţiune atât pentru polimerii cristalini cât şi amorfi Dar mecanismele sunt diferite. Prima se datorează efectelor orientării, care scade rezistența la tracțiune.