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PC料注塑工藝常見缺陷:
聚碳酸酯(PC)是一種性能優(yōu)異的工程塑料。它不僅具有高透明度,優(yōu)異的沖擊韌性,而且還具有抗蠕變性,無毒,使用溫度范圍廣,尺寸穩(wěn)定性好,電絕緣性和耐候性優(yōu)良。因此,它被廣泛應(yīng)用于儀器儀表,照明電器,電氣電子設(shè)備,家用電器,包裝等行業(yè)。
另外,隨著高分子材料技術(shù)的飛速發(fā)展,其改性新品種不斷出現(xiàn),也大大擴(kuò)展了其應(yīng)用領(lǐng)域。同時(shí),其加工技術(shù)越來越受到各方面的關(guān)注。
PC是在分子主鏈結(jié)構(gòu)中包含苯環(huán),異丙基和醋鍵的線性聚合物。這種結(jié)構(gòu)使其既剛性又撓性,并且具有良好的耐高溫性。高熔體粘度和對(duì)濕氣的敏感性不足給注塑工藝帶來一定困難。
其加工特性沒有明顯的熔點(diǎn),在230-320℃的正常加工溫度范圍內(nèi)熔體粘度較高,粘度對(duì)剪切速率的敏感性較低,對(duì)溫度的敏感性較高,類似于牛頓流體的行為;對(duì)于濕氣敏感,該樹脂在高溫下易于水解;產(chǎn)品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。可以看出,PC是一種較難加工的塑料。
因此,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,我們遇到了很多問題。分析和討論了幾種較常見的產(chǎn)品缺陷。
產(chǎn)品變色,變黑,黃色條紋和黑點(diǎn)
相對(duì)而言,PC的耐熱性更好。通常,在加工普通PC材料時(shí),其熔化溫度可以設(shè)置在240至300°C之間。即使長時(shí)間放置,它通常也不會(huì)分解。但是為什么我們?cè)谀承╇姎猱a(chǎn)品的生產(chǎn)中經(jīng)常看到變色?這是因?yàn)楝F(xiàn)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。為了降低生產(chǎn)成本,大多數(shù)制造商使用PC改性材料或再生材料來生產(chǎn)中低檔電氣產(chǎn)品。一些工廠家用使用阻燃劑,填料和其他復(fù)合材料。由于這些材料混合在一起,并且對(duì)塑化的要求很高,因此難以控制工藝,從而引起問題。
鑒于上述現(xiàn)象,我們需要從以下幾個(gè)方面考慮并找到解決方案:
(1)根據(jù)工藝條件,主要考慮熔融溫度。通常,機(jī)筒的溫度會(huì)逐步降低,尤其是前兩個(gè)部分的溫度會(huì)降低,并且對(duì)于不同的材料使用不同的溫度,例如用于大型聚乙烯(PE)的改性PC。對(duì)于電氣產(chǎn)品,機(jī)筒的溫度通常應(yīng)如果將ABS或PS改性PC用于生產(chǎn)小型電氣設(shè)備(如開關(guān)和插座),則機(jī)筒溫度通常應(yīng)控制在250°C左右;當(dāng)PC生產(chǎn)照明產(chǎn)品時(shí),機(jī)筒溫度通常應(yīng)控制在280°C左右。當(dāng)然,成型溫度的最終選擇還必須考慮產(chǎn)品的形狀,尺寸,模具結(jié)構(gòu),產(chǎn)品性能要求等方面。
第二個(gè)是充分干燥原材料,以減少微量水分進(jìn)入熱熔催化裂化的可能性。另外,如果螺桿速度太快,背壓太高,注射速率太快,噴嘴孔尺寸,流道和澆口尺寸太小等,熔體將產(chǎn)生高剪切熱。 ,導(dǎo)致PC熔化破裂。而且,模腔中的氣體容易及時(shí)排出,導(dǎo)致部分燃燒和產(chǎn)品變黑。
(2)在設(shè)備方面,由于PC的熔融粘度高,流動(dòng)性差,所需的注射壓力高,與冶金的牢固結(jié)合力以及分解產(chǎn)物對(duì)金屬的腐蝕性強(qiáng),因此在選擇加工設(shè)備時(shí),小型或特殊設(shè)計(jì)的鍍鉻螺絲,增塑系統(tǒng)不允許出現(xiàn)盲點(diǎn),暗淡的材料,缺口,裂縫等。
一般而言,如果工藝條件正確,并且在注氣過程中熔體變色,則表明增塑系統(tǒng)存在問題,需要逐個(gè)檢查增塑系統(tǒng),從噴嘴開始,到噴嘴法蘭,三個(gè)小件,螺絲,槍管。有時(shí),產(chǎn)品會(huì)定期出現(xiàn)兩到三個(gè)發(fā)霉的大塊變色,這主要與增塑體系中的鈍感有關(guān)。由于當(dāng)PC分解產(chǎn)物超過一定量時(shí)其具有自催化作用,因此大量的熔體被分解。 ,尤其是具有阻燃劑的塑料。
這是為了找出空白點(diǎn),例如螺絲粘性材料,存儲(chǔ)材料,桶狀粘性材料等,這些空白點(diǎn)需要通過清潔,維修和拋光來解決。
(3)開機(jī)后,如果在材料和操作方法上發(fā)現(xiàn)黑點(diǎn),則主要與槍管庫存有關(guān)。
因此,有必要注意操作方法。在開始使用PC填充槍管后,必須用新材料在3至4倍的成型溫度下對(duì)其進(jìn)行清潔(注入空氣中)。如果存儲(chǔ)的材料是其他材料,尤其是熱穩(wěn)定性較差的材料,例如PVC,POM等,則要求在開機(jī)時(shí)不能升高溫度,并且不能用PC材料清潔機(jī)筒。只有在較低溫度下才能使用具有良好熱穩(wěn)定性的材料,例如PS,PE。清除并清潔材料后,將料筒的溫度升至PC的正常加工溫度,然后在加工之前用PC材料洗滌。
在此過程中,如果需要暫時(shí)停止生產(chǎn),則必須將料筒的溫度降至160°C以下(PC的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為160“ C),以防止物料長時(shí)間褪色。完成生產(chǎn)任務(wù)后,可以使用具有良好熱穩(wěn)定性的PS,PE等材料清潔機(jī)筒,并在清空后關(guān)閉。
如果在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)變色,則需要首先檢查材料是否有缺陷,例如是否混合了其他材料和異物,新材料是否存在質(zhì)量問題,澆口材料是否合格,以及復(fù)配方法是否正確在逐一消除后,請(qǐng)檢查其他原因。另一個(gè)因素是嚴(yán)重的環(huán)境污染。例如,空氣中有很多灰塵,霉菌被污染以及自干料斗過濾器不起作用,會(huì)吸入更多的灰塵顆粒。這就要求加工車間始終保持整潔。最好用細(xì)紗布覆蓋儲(chǔ)料斗的入口和出口,這在加工透明產(chǎn)品時(shí)是必需的。
二
產(chǎn)品出現(xiàn)銀色條紋,氣泡和真空氣泡
產(chǎn)品中出現(xiàn)銀條紋,氣泡和真空氣泡是PC材料常見的產(chǎn)品缺陷之一。這些缺陷的原因是多種多樣的,因此很難判斷和消除它們。
銀條紋(或空氣條紋)是指由于填充過程中的氣體干擾而在產(chǎn)品表面的熔體方向上出現(xiàn)的缺陷。氣體的成分主要包括水蒸氣,空氣,分解氣體和溶劑氣體。其中,水蒸氣,分解氣體和空氣更為常見。
當(dāng)這些氣體超過一定極限時(shí),注模后模腔中的壓力消失,靠近產(chǎn)品表面的氣體會(huì)出現(xiàn),并沿流動(dòng)方向被蝕刻成一系列大大小小的氣體。燈光下閃爍的氣泡點(diǎn)。稱為銀線或航空線。實(shí)際上,在注射過程中氣體的存在是不可避免的,并且其中很大一部分殘留在塑料中。
當(dāng)模具中的壓力足夠大且氣體含量不超過特定極限時(shí),氣體以分散狀態(tài)溶解在塑料中;當(dāng)模具中的氣體含量超過規(guī)定值時(shí),氣體會(huì)以一定的速度分散。但是,當(dāng)模具中的壓力不夠大且氣體含量超過一定極限時(shí),這些氣體會(huì)從熔融塑料中一次又一次地釋放出來,到達(dá)產(chǎn)品表面形成銀條紋,被困在厚壁內(nèi)并變成空氣氣泡。
無論是產(chǎn)品表面上的銀條紋還是產(chǎn)品壁上的氣泡,這可能是四種氣體之一或幾種氣體混合作用的結(jié)果。它與原材料,模具和塑化系統(tǒng)相互作用。 ,過程參數(shù)的調(diào)整,甚至與天氣的變化(尤其是濕度的變化)等因素有很大的關(guān)系。因此問題更加復(fù)雜。但是,問題的重點(diǎn)和對(duì)策應(yīng)該集中在煤氣上,也就是說如何控制氣體含量。
(1)水蒸氣一般來說,如果氣泡不規(guī)則地分散在產(chǎn)品表面,則主要是由水蒸氣引起的。
PC的熱熔膠對(duì)水分非常敏感,要求水分含量小于0.02%。因此,為了控制水分含量,必須使材料充分干燥。通常,PC材料的干燥溫度為約120℃,干燥時(shí)間為約4h。時(shí)間不應(yīng)該太長。如果超過10h,則材料容易變質(zhì),特別是具有阻燃性的材料不應(yīng)干燥太久;除濕干燥機(jī)的效果最好,對(duì)物料沒有影響。檢查干燥效果是否良好。您可以使用空氣注入方法查看鏡頭是否連續(xù),平滑且不發(fā)白。
(2)如果氣泡極細(xì)致密,則氣泡主要分布在產(chǎn)品的澆口周圍,形成輻射線或扇形線,主要是空氣引起的。
空氣源為:材料中夾帶的空氣。當(dāng)澆口材料更多時(shí),并且粒度非常不同,則容易夾帶空氣。因此,在使用澆口材料時(shí),最好將粉末篩出。如果在融化過程中背壓太低且螺桿速度太高,螺桿將后退得太快,空氣將很容易將物料推入料筒的前端。因此,通常建議在冷卻期間盡可能延長熔化時(shí)間。這是為了提高塑化質(zhì)量。非常有幫助。
如果下部的溫度不能很好地控制,那么太高的溫度將導(dǎo)致一部分材料過早熔化,并阻止空氣從下部開口流出。如果溫度太低,則預(yù)熱將不夠,以致一些顆粒會(huì)進(jìn)入均質(zhì)區(qū)并被包裹。空氣。另外,太多的松動(dòng)也會(huì)吸入空氣。在上述情況下,通常可以解決調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速,背壓和松動(dòng)量的問題。模具填充時(shí)排氣。
為了使具有較高熔體粘度的PC材料平穩(wěn)地填充模具,通常是提高熔體溫度并增加注射壓力。在高溫高壓下,如果注射速度更快,熔體它將突然通過狹窄的流道和澆口進(jìn)入具有較大自由空間的型腔。這樣,從熔體釋放的氣體將在流道和模腔中夾帶空氣以形成高速噴涂狀態(tài)。在表面上會(huì)有散在的氣流痕跡,稱為空氣管線。
另外,如果型腔中有很多拐角,厚度太大或嵌件太多,澆口放置不正確,熔體將涌入型腔,模具中的空氣會(huì)進(jìn)入渦旋,在一定位置會(huì)形成氣體。諸如模壓電氣產(chǎn)品的開關(guān)插座面板之類的圖案經(jīng)常出現(xiàn),因?yàn)樗鼈兊牟遄涌诤烷_關(guān)集中在一處。解決該缺陷的方法是一方面修改模具,加強(qiáng)模具排氣,并優(yōu)化澆口位置;另一方面,降低填充率,尤其是降低氣條部件的注入率。
(3)分解氣體由于PC材料需要在高溫下成型,因此不可避免地會(huì)發(fā)生分解,但是如何避免大量分解以及如何排除氣體值得探討。
與上述變色一樣,產(chǎn)生分解氣體的主要原因是熔融溫度過高。例如,如果機(jī)筒溫度設(shè)置過高,或機(jī)筒的加熱線圈失控,應(yīng)啟動(dòng)噴嘴,并逐步檢查加熱線圈以降低機(jī)筒溫度;熔體在料筒中停留的時(shí)間過長(例如生產(chǎn)產(chǎn)品使用大型設(shè)備,墊子太大),成型周期過長,或者由于料筒中的廢料和死角的原料分解長時(shí)間加熱;或熔體在機(jī)筒中受到強(qiáng)烈剪切時(shí),如果螺桿的壓縮比太大,螺桿速度太高且背壓太大,也會(huì)分解。
另外,噴嘴孔太小,模具澆口,流道太小以及型腔阻力大等,這可能由于摩擦引起的局部過熱而導(dǎo)致通過的熔體分解。因此,在加工PC材料時(shí),所取的噴嘴孔和澆口的流道尺寸較大,排氣槽較深,因此不適合制造薄壁產(chǎn)品。
還有另一個(gè)重要原因由于PC本身質(zhì)量較差且易于分解,因此經(jīng)常被用戶忽略,并將問題推到模具和加工設(shè)備上,從而找不到解決問題的正確方法。
(4)溶劑氣溶劑氣主要與生產(chǎn)中的運(yùn)行質(zhì)量有關(guān),如機(jī)筒不干凈,添加劑過多等。可以通過充分干燥以除去大部分溶劑來去除溶劑氣體,并且它對(duì)空氣痕跡的影響很小。
有時(shí)很難將透明產(chǎn)品內(nèi)部的氣泡點(diǎn)與氣泡或真空氣泡區(qū)分開。通常認(rèn)為,如果在開模時(shí)發(fā)現(xiàn)氣泡點(diǎn),并且在儲(chǔ)存一段時(shí)間后體積沒有變化,則為氣泡,這是由氣體干擾引起的;如果它在模具冷卻過程中出現(xiàn)并變大,則為真空氣泡。
真空氣泡的形成是由于填充模具時(shí)材料不足或壓力較低。在模具的快速冷卻下,與模具壁接觸的熔體表面首先固化,然后中心部分的熔體冷卻并收縮,導(dǎo)致體積收縮并形成中空。泡點(diǎn)。
解決方案是:
增加注射壓力,注射時(shí)間和物料量;
·調(diào)節(jié)物料溫度:當(dāng)真空氣泡遠(yuǎn)離澆口位置時(shí),提高物料溫度以使熔體平穩(wěn)流動(dòng),并且壓力可以傳遞到遠(yuǎn)離澆口的部分;
當(dāng)真空氣泡靠近澆口時(shí),可以降低材料溫度以減少收縮;
·適當(dāng)提高模具溫度,尤其是形成真空氣泡的模具溫度;
·將澆口設(shè)置在產(chǎn)品的厚壁上,以改善噴嘴,流道和澆口的流動(dòng)狀況以及脫模狀況;
·縮短產(chǎn)品在模具中的冷卻時(shí)間,必要時(shí)將產(chǎn)品緩慢冷卻至熱水中;
·用點(diǎn)澆口模制的產(chǎn)品可以在低速和低溫下加工,以解決真空氣泡的問題。當(dāng)流動(dòng)通道上存在真空氣泡時(shí),可以增加流動(dòng)通道的尺寸。
此外,在生產(chǎn)過程中,還發(fā)現(xiàn)在PC產(chǎn)品脫模后不久,厚壁零件中就會(huì)出現(xiàn)起泡,這是由于冷卻不足所致。由PC內(nèi)部氣體膨脹引起的。
·通常,可以通過延長冷卻時(shí)間,增強(qiáng)冷卻效果,增加保壓壓力和時(shí)間并延遲PC的分解來解決此問題。
三
產(chǎn)品上出現(xiàn)“指紋”和湍流標(biāo)記
由于PC熔體的粘度高,流動(dòng)性差,因此產(chǎn)品更容易出現(xiàn)“指紋”和湍流痕跡。這兩種現(xiàn)象在處理開關(guān)插座零件和通用電氣設(shè)備面板時(shí)更為常見,并且由于它們的相似形狀,有時(shí)很難區(qū)分這兩種現(xiàn)象。實(shí)際上,這兩種現(xiàn)象的原因是不同的,它們的解決方案也不同。
(1)之所以命名為“指紋”,是因?yàn)樗男螤钕袢说氖值闹讣y一樣,有時(shí)也稱為波紋,振動(dòng)模式或振動(dòng)模式,即它的模式就像在平靜的水面上形成的石頭。這樣做的主要原因是PC熔體的粘度太大。當(dāng)注射壓力和注射速率較小時(shí),熔體以停滯模式填充。一旦前端熔體接觸到冷模具表面,它將迅速凝結(jié)和收縮。熱的熔融材料隨后在壓力的推動(dòng)下膨脹和收縮冷材料以繼續(xù)前進(jìn)。交替進(jìn)行此過程,在物料的進(jìn)料側(cè)形成垂直波紋線。
解決方案是:
升高溫度主要是為了增加噴嘴的溫度,機(jī)筒前端的溫度和模具的溫度,尤其是產(chǎn)生波紋的位置的溫度。
這是為了降低PC的熔體粘度并提高熔體流動(dòng)性。并且如果產(chǎn)品更精確,外觀更嚴(yán)格,則必須添加一個(gè)模具溫度機(jī),以將模具溫度精確控制在約120°C。
注射速率和注射壓力的增加主要是為了增加“指紋”處的熔體流動(dòng)速率并防止熔體以停滯的形式流動(dòng)。如果在產(chǎn)品中心或遠(yuǎn)離澆口處生成“指紋”,則使用多階段注入來逐步調(diào)整注入速率。
修改模具,主要是減少填充過程中的熔融阻力,例如增加流道和澆口的尺寸;注意噴嘴孔和流道的拋光;增加排氣溝和凹槽;安裝插件和彈出器;改善模具排氣條件;冷料收集器降低了冷料在前端的阻塞效果。
湍流標(biāo)記是PC產(chǎn)品澆口周圍不規(guī)則的流線。與“指紋”線不同,湍流標(biāo)記沿流動(dòng)方向而不是垂直流動(dòng)方向出現(xiàn)。原因可能是注入到型腔中的熔融材料受到很大的沖擊,這導(dǎo)致它在冷模上時(shí)發(fā)生粘連和打滑。
解決的辦法是提高熔體溫度,以減少熔體的過早冷卻。增加模具的溫度,特別是湍流標(biāo)記的溫度,以防止熔體在模具腔內(nèi)過早滑動(dòng);采用多級(jí)噴射,可適當(dāng)降低湍流標(biāo)記的噴射速率和噴射壓力;改變澆口的位置以改變?nèi)垠w的流動(dòng);充分增加冷料,以防止冷料在模具中滑動(dòng)。使熔體填充平滑。
四
產(chǎn)品上的冷點(diǎn)
冷斑是PC產(chǎn)品澆口區(qū)域的常見缺陷之一。現(xiàn)象是產(chǎn)品在澆口附近有霧氣或明亮的色漿,或者從澆口出來的彎曲的疤痕(如worm)粘在產(chǎn)品表面。其形成的原因主要是由于熔融材料的冷鋒進(jìn)入模腔或由于過大的壓力保持而隨后被擠壓進(jìn)入模腔的冷材料的前進(jìn)所引起的。前部材料是由噴嘴與冷模板的接觸或流動(dòng)通道的冷卻引起的。這種作用會(huì)散發(fā)熱量,當(dāng)熱量進(jìn)入模具型腔時(shí),隨后會(huì)推動(dòng)熱熔膠,因此會(huì)形成冷點(diǎn)。
冷物質(zhì)斑點(diǎn)會(huì)散布在較薄的產(chǎn)品上,變成煙狀或糊狀的混濁痕跡,而自由流動(dòng)的厚壁產(chǎn)品會(huì)留下彎曲成of狀的疤痕。至于過分保壓引起的冷點(diǎn),是因?yàn)楸簳r(shí)間過長。當(dāng)壓力太高時(shí),流道和澆口上的冷物料會(huì)被連續(xù)擠壓到產(chǎn)品中。這種冷的材料斑點(diǎn)通常會(huì)導(dǎo)致澆口附近的一小塊區(qū)域形成圓形的亮點(diǎn)。
另一種類型是熔融材料被快速擠壓成一個(gè)小澆口,熔體在澆口周圍破裂,或者由于模具中氣體的干擾,在澆口處出現(xiàn)煙云或亮點(diǎn)。冷斑不僅會(huì)損害產(chǎn)品的外觀質(zhì)量,還會(huì)影響后續(xù)工藝(例如噴涂或鍍覆)的效果,并且在不同程度上降低產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度。
解決此缺陷的可能方法是:
·提高機(jī)筒和噴嘴的溫度,并提高模具溫度,以減少冷物料的影響;
·減慢注射速度并增加注射壓力,以避免熔體破裂或模具中的氣體干擾;
·調(diào)整注射時(shí)間和停留時(shí)間,以免過量填充;
·合理的模具澆口設(shè)計(jì)可以提前減少或避免冷物料斑點(diǎn)的形成。傳統(tǒng)有效的方法是在流道末端打開一個(gè)冷料槽,以使向前的物料沉入槽中而不會(huì)進(jìn)入型腔。除了冷料阱之外,還需要考慮閘門的形式,大小和位置的合理性。
·加強(qiáng)模具排氣;去除材料中的污染物,增強(qiáng)材料的干燥效果,減少或更換潤滑劑,并盡量減少脫模劑的使用。
五人制
透明產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力
在生產(chǎn)PC透明產(chǎn)品(例如太陽鏡,擋風(fēng)玻璃,眼罩和其他部件)時(shí),經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)變形,散光,差的透明度和破裂。這主要是由于產(chǎn)品內(nèi)部的內(nèi)部應(yīng)力。
實(shí)際上,不透明產(chǎn)品內(nèi)部存在內(nèi)部應(yīng)力,但是性能并不明顯。內(nèi)應(yīng)力是指在沒有外力的情況下,由于成型不當(dāng),溫度變化等原因在塑料中產(chǎn)生的應(yīng)力。塑性應(yīng)力的本質(zhì)是由產(chǎn)品中凍結(jié)的塑性分子的高彈性變形引起的。
塑料制品的內(nèi)應(yīng)力會(huì)影響制造產(chǎn)品的機(jī)械性能和使用性能,例如翹曲,變形甚至小裂紋;產(chǎn)品的光學(xué)性能變差,并且產(chǎn)品變得混濁。內(nèi)部應(yīng)力還將使注射成型產(chǎn)品在流動(dòng)方向上顯示出較高的機(jī)械性能,而垂直于流動(dòng)方向的強(qiáng)度較低,從而使產(chǎn)品性能不均勻,從而影響產(chǎn)品的使用。尤其在加熱物品或與有機(jī)溶劑接觸時(shí),會(huì)加速開裂。
PC產(chǎn)品的內(nèi)部應(yīng)力主要是由取向應(yīng)力和溫度應(yīng)力引起的,有時(shí)與不適當(dāng)?shù)拿撃S嘘P(guān)。定向應(yīng)力注塑產(chǎn)品在大分子定向后往往會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,從而導(dǎo)致應(yīng)力集中。熔體在注射過程中迅速冷卻,熔體粘度在較低溫度下較高,并且取向的分子不能充分松弛。由此產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力對(duì)產(chǎn)品的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性有影響。
因此,熔體溫度對(duì)取向應(yīng)力的影響最大。當(dāng)熔融溫度升高時(shí),熔融粘度降低,因此剪切應(yīng)力和取向降低。另外,在較高的熔融溫度下取向應(yīng)力的松弛程度較高,但是當(dāng)粘度降低時(shí),由注射成型機(jī)螺桿傳遞至模腔的壓力增加,這可能會(huì)增加剪切速率并導(dǎo)致取向應(yīng)力降低。增加。如果停留時(shí)間過長,定向應(yīng)力將增加。由于剪切應(yīng)力和剪切速率的增加,注射壓力的增加也會(huì)增加取向應(yīng)力。
產(chǎn)品的厚度也會(huì)影響內(nèi)部應(yīng)力。取向應(yīng)力隨著產(chǎn)品厚度的增加而降低,因?yàn)楹癖诋a(chǎn)品會(huì)緩慢冷卻,熔體在模腔中冷卻并長時(shí)間松弛,并且取向分子有足夠的時(shí)間返回到無規(guī)狀態(tài)。如果模具溫度高,則熔體緩慢冷卻,這可以減小取向應(yīng)力。
(2)溫度應(yīng)力注射過程中,塑料的熔融溫度和模具溫度之間的溫差非常大,這使得靠近模具壁的熔融溫度更快地冷卻,從而應(yīng)力在產(chǎn)品體積中分布不均勻。由于PC的比熱容較大,因此導(dǎo)熱系數(shù)產(chǎn)品的表面層比內(nèi)層的冷卻快得多。當(dāng)內(nèi)部繼續(xù)冷卻時(shí),在產(chǎn)品表面形成的凝固殼層將阻礙自由收縮。結(jié)果,在產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,而在外層產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。
熱塑性塑料的收縮所引起的應(yīng)力越大,由于壓實(shí)而在模具中的材料所產(chǎn)生的應(yīng)力越低,也就是說,較短的保持時(shí)間和較低的保持壓力可以大大降低內(nèi)部應(yīng)力。產(chǎn)品的形狀和尺寸對(duì)內(nèi)部應(yīng)力也有很大的影響。表面積與產(chǎn)品體積的比越大,表面冷卻越快,并且取向應(yīng)力和溫度應(yīng)力越大。取向應(yīng)力主要在產(chǎn)品的薄表層產(chǎn)生。因此,可以認(rèn)為取向應(yīng)力應(yīng)隨著產(chǎn)品表面與其體積之比的增加而增加。如果產(chǎn)品的厚度不均勻或產(chǎn)品帶有金屬插件,則容易產(chǎn)生方向應(yīng)力,因此插件和澆口應(yīng)位于產(chǎn)品的厚壁上。
從以上分析可以知道,由于塑料的結(jié)構(gòu)特性和注射成型工藝條件的限制,不可能完全避免內(nèi)應(yīng)力。它只能最大程度地減少內(nèi)部應(yīng)力,或者將內(nèi)部應(yīng)力均勻地分布在產(chǎn)品中。
方法是:
注射溫度對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力有很大的影響。因此,必須適當(dāng)?shù)靥岣吡贤驳臏囟纫源_保材料充分塑化,并且各組分均勻以降低收縮率并降低內(nèi)部應(yīng)力。放松取向分子并減少內(nèi)部應(yīng)力。
注射壓力過高會(huì)增加塑料分子的取向并產(chǎn)生較大的剪切力,使塑料分子有序排列,并增加產(chǎn)品的取向應(yīng)力。因此,如果可能的話,必須使用較低的注射壓力。過長,由于壓力補(bǔ)償作用,模具中的壓力增加,熔體具有較高的壓縮作用,分子取向增加,并且產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力增加,因此保持時(shí)間不應(yīng)過長。
注射速率對(duì)注射成型零件內(nèi)部應(yīng)力的影響遠(yuǎn)小于溫度和壓力等因素但是,最好使用變速注射,即快速填充模具。當(dāng)型腔充滿時(shí),切換到低速。
合理設(shè)計(jì)澆口位置。對(duì)于扁平產(chǎn)品,最好使用槽形或扇形澆口。彈出裝置應(yīng)設(shè)計(jì)為可大面積彈出。脫模斜率應(yīng)大。盡可能使用更好的材料(較少雜質(zhì)和高分子量),而無需澆口材料
當(dāng)產(chǎn)品具有金屬嵌件時(shí),需要預(yù)先加熱嵌件材料(通常需要大約200°C),以防止金屬材料的內(nèi)應(yīng)力與塑料的線性膨脹系數(shù)不一致材料。過渡需要使用弧形過渡。
彈出后,可以使用熱處理消除內(nèi)部應(yīng)力。熱處理的溫度為約120℃,時(shí)間為約2h。其實(shí)質(zhì)是使塑料分子中的鏈段和鏈節(jié)具有一定的運(yùn)動(dòng)能力,使凍結(jié)的彈性變形松弛,并使定向分子返回?zé)o規(guī)狀態(tài)。最好不要使用脫模劑,否則很容易引起內(nèi)應(yīng)力,并使產(chǎn)品不透明,有條紋或破裂。
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