Extrusie machine

Kent u alle factoren die interne spanningen in spuitgietproducten veroorzaken en beïnvloeden?

1. interne stressgeneratie
Bij spuitgietproducten is de lokale spanningstoestand op elke plek anders, en de mate van vervorming van de producten wordt bepaald door de spanningsverdeling. Als het product afkoelt en er een temperatuurgradiënt ontstaat, ontstaat dit soort spanning. Daarom wordt dit type spanning ook wel "vormspanning" genoemd.
Laten we eens kijken naar de introductie vanextrusie machine.

Bij spuitgietproducten zijn er twee soorten interne spanningspakketten: vormspanning en temperatuurspanning. Wanneer het gesmolten materiaal met een lagere temperatuur de matrijs binnenkomt, koelt het materiaal nabij de matrijswand snel af en stolt het, waardoor de moleculaire ketensegmenten als het ware "bevriezen". Door de slechte warmtegeleiding van de gestolde polymeerlaag ontstaat er een grote temperatuurgradiënt in de dikterichting van het product. Het midden van het product stolt zeer langzaam, waardoor het gesmolten materiaal in het midden van het product nog niet gestold is wanneer de aanspuitopening sluit. De spuitgietmachine kan de krimp door afkoeling dan niet compenseren.

De interne krimp van het product is dus tegengesteld aan de werking van de harde buitenlaag; de kern staat onder statische spanning, terwijl de buitenlaag onder statische compressie staat.

Tijdens het vloeien van de gesmolten massa in de mal treden, naast de volumekrimp als gevolg van de spanning, ook spanningen op door de uitzetting van de aanvoerkanalen en de uitlaatopening. De spanningen in de aanvoerkanalen zijn evenredig met de stroomrichting van de gesmolten massa, terwijl de spanningen in de uitlaatopening, veroorzaakt door de uitzetting van de aanvoeropening, loodrecht op de stroomrichting staan.

2. Procesfactoren die stress beïnvloeden

(1) Door het effect van spanning bij snelle afkoeling zal oriëntatie leiden tot de vorming van interne spanning in het polymeer. Vanwege de hoge viscositeit van het polymeersmelt kan de interne spanning niet snel worden ontspannen, wat de fysische eigenschappen en de dimensionale stabiliteit van het product beïnvloedt.

Invloed van diverse parameters op oriëntatiespanningen.

Een hoge smelttemperatuur, een lage viscositeit, een lagere schuifspanning en een verminderde oriëntatie; aan de andere kant zorgt een hoge smelttemperatuur ervoor dat de spanningsrelaxatie sneller verloopt en bevordert het vermogen om de de-oriëntatie te versterken.

Zonder de druk van de spuitgietmachine aan te passen, zal de druk in de matrijs echter toenemen en zal het sterke schuifeffect leiden tot een toename van de oriëntatiespanning.

Het verlengen van de wachttijd totdat het mondstuk gesloten is, zal leiden tot een toename van de oriëntatiespanning.

Het verhogen van de injectiedruk of de houddruk zal de oriëntatiespanning verhogen.

Een hoge matrijstemperatuur zorgt ervoor dat het product langzaam afkoelt en werkt als een deoriëntatiemiddel.

Verhoog de dikte van het product om de oriëntatiespanning te verminderen, omdat dikwandige producten langzamer afkoelen, de viscositeit langzaam toeneemt en het spanningsrelaxatieproces langer duurt, waardoor de oriëntatiespanning klein blijft.

(2) Het effect op de temperatuurstress

Zoals hierboven vermeld, zorgt het temperatuurverschil tussen het smeltmateriaal en de wand tijdens het vullen van de mal ervoor dat de buitenste laag van het smeltmateriaal, die als eerste stolt, de krimp van de binnenste laag van het smeltmateriaal, die later stolt, moet tegengaan. Dit resulteert in drukspanning (krimpspanning) in de buitenste laag en trekspanning (oriëntatiespanning) in de binnenste laag.

Als de mal wordt gevuld en vervolgens gedurende langere tijd onder druk wordt gehouden, wordt het polymeersmelt in de matrijsholte gebracht, waardoor de druk in de holte toeneemt. Dit verandert de interne spanningen als gevolg van ongelijkmatige temperaturen. Als de houdtijd echter kort is en de druk in de holte laag, blijft het product in dezelfde spanningstoestand als vóór het afkoelen.

Als de matrijsdruk aan het begin van het afkoelingsproces onvoldoende is, zal de buitenste laag van het product door stolling krimpen en een deuk vormen; als de matrijsdruk in een later stadium, wanneer het product een koude, harde laag heeft gevormd, onvoldoende is, zal de binnenste laag van het product door krimp loslaten of een holte vormen; als de matrijsdruk op peil wordt gehouden voordat de aanspuitopening wordt gesloten, zal dit de dichtheid van het product verhogen en de spanning door de afkoeling verminderen, maar er zal een grote spanningsconcentratie ontstaan ​​nabij de aanspuitopening.

Het lijkt er dus op dat hoe hoger de druk in de mal, hoe langer de verblijftijd, wat zal helpen om de door de temperatuur veroorzaakte krimpspanning te verminderen en omgekeerd de drukspanning te verhogen.

3. De relatie tussen interne stress en productkwaliteit

De aanwezigheid van interne spanningen in het product heeft een ernstige invloed op de mechanische eigenschappen en prestaties ervan. Door de aanwezigheid en ongelijkmatige verdeling van interne spanningen kan het product tijdens gebruik barsten. Bij gebruik onder de glasovergangstemperatuur treden vaak onregelmatige vervormingen of kromtrekkingen op, waardoor het oppervlak van het product wit en troebel kan worden en de optische eigenschappen kunnen verslechteren.

Het verlagen van de temperatuur bij de poort en het verlengen van de afkoeltijd zullen helpen om de ongelijkmatige spanning in het product te verminderen en de mechanische eigenschappen van het product homogener te maken.

Voor zowel kristallijne als niet-kristallijne polymeren is de treksterkte anisotroop. Bij niet-kristallijne polymeren varieert de treksterkte afhankelijk van de positie van de spuitopening; wanneer de spuitopening in dezelfde richting staat als de matrijsvulling, neemt de treksterkte af naarmate de smelttemperatuur stijgt; wanneer de spuitopening loodrecht op de matrijsvulling staat, neemt de treksterkte toe naarmate de smelttemperatuur stijgt.

De stijging van de smelttemperatuur leidt tot een toename van de desoriëntatie en een afname van de treksterkte als gevolg van een afname van de oriëntatie. De oriëntatie van de spuitopening beïnvloedt de oriëntatie door de stroomrichting te beïnvloeden. Omdat amorfe polymeren anisotroper zijn dan kristallijne polymeren, is de treksterkte in de richting loodrecht op de stroomrichting groter voor de eerstgenoemde dan voor de laatstgenoemde. Injectie bij lage temperatuur vertoont een grotere mechanische anisotropie dan injectie bij hoge temperatuur; zo is de sterkteverhouding in de richting loodrecht op de stroomrichting bijvoorbeeld 1.7 bij hoge injectietemperaturen en 2 bij lage injectietemperaturen.

Het lijkt erop dat een verhoging van de smelttemperatuur, zowel bij kristallijne als niet-kristallijne polymeren, leidt tot een verlaging van de treksterkte, maar via een ander mechanisme; bij de eerste is dit te wijten aan een verminderd effect door oriëntatie.