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2010-02-24

翘曲变形的成因分析及改进措施 (续一)

b温度应力
  塑料注射时,熔体温度和模具温度之间温差很大,这使靠近模壁熔料冷却较迅速,因而产生了在制品体积内分布不均匀的应力。由于塑料材料的比热容较大,导热系数小,制品表面层比内层冷却快得多,制品表面所形成的凝固壳层,会阻碍内部在继续冷却时自由收缩,结果,在制品内部产生拉伸应力而在外层则产生压缩应力。保压期间还有少量熔量进入模穴进行补缩,这使已凝固的壳层受压力状态在模内冷却的,而所受压力又大于塑料因温差收缩而产生的压力,则与冷却有关的压力被模内压力抵消,也可能不存在。但是当保压时间短或模内压力迅速下降为零,制品内部会产生拉伸应力,而外层产生压缩应力。若在制品冷却最初阶段内出现零压力,这时制品内部还是未凝固的熔体而外壳又凝固不足,这种壳层很容易变形而使表面形成凹陷。在冷却的中期阶段,当制品的外壳已经有足够的强度时,如果模内压力衰落到零,则制品内部可因内层分离而形成空洞
  如在制品冷却后期模内压力达到零或在开模时尚未达到零(这时熔体在保压期内更多地进入模内而发生),则材料的正常收缩会遇到障碍。在这种情况下,冷却之后的制品密度较高,特别是在浇口附近,受到的拉伸应力也更大。
  c与注塑过程中塑料分子本身的平衡状态受到破坏并形成不平衡体积有关的应力。
  结晶聚合物结晶区与非结晶区界面产生的应力或者结晶程度不同,收缩不一致产生的内应力等,这是由高分子材料特性所决定的,所以这种应力也较难克服。
  ⅱ翘曲变形改进措施
  制品要不翘曲变形最好能避免产生内应力,但是注塑制品成形条件及高分子材料结构特征,只能尽量减少内应力或者使内应力尽量分布均匀。
  ⑴塑料材料:材料中的杂质易造成内应力,如pc聚合后用溶济去掉低分子物和单体。塑料材料分子量较高,分子量分布较窄的内应力也较少,多组份塑料各组份应分散均匀,排气好,造粒时颗粒应塑化均匀,制品内应力小。结晶性塑料中加入成核剂如pp中加入成核剂已二酸(0.2%~0.5%<),使结晶更完善,球晶体积小,数量多,制品内应力小,冲击强度大大提高,而大球晶与非晶界易造成内应力。
  ⑵制品设计:在制品设计上应该力求表面积与体积之比尽量小,比值小的厚制品冷却缓慢,内应力较小,而表面积与体积之比大的薄壁长流程制品易产生内应力。厚薄公差尽量均匀,厚薄公差大,冷却不均匀易产生内应力,遇到厚薄不均匀的制品时,在厚薄结合处不采用直角过渡,否则易造成应力集中,最好采用圆弧过渡,可避免上述缺陷。当制品带有金属嵌件时,嵌件材料最好选择铜质或铝质并预热,防止金属材料与塑料材料热膨胀系数不一致而产生内应力。在制品造型上选用曲面、双曲面不仅美观,而且也能减少变形,能够吸收冲击能,使制品内应力较小,而大平面易产生缩孔,因为轴向与径向收缩不一致,如果设计为椭圆孔,沿轴向减小了因取向产生的内应力,椭圆孔沿长度方向秘受力方向一致。在孔的布置上在圆孔的周围再开一个工艺圆孔,可近似看成椭圆孔而减少了内应力。    (未完,待续)  

作者:周颖楠


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