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2010-02-24

翹曲變形的成因分析及改進措施 (續一)

b溫度應力
  塑料注射時,熔體溫度和模具溫度之間溫差很大,這使靠近模壁熔料冷卻較迅速,因而產生了在制品體積內分布不均勻的應力。由于塑料材料的比熱容較大,導熱系數小,制品表面層比內層冷卻快得多,制品表面所形成的凝固殼層,會阻礙內部在繼續冷卻時自由收縮,結果,在制品內部產生拉伸應力而在外層則產生壓縮應力。保壓期間還有少量熔量進入模穴進行補縮,這使已凝固的殼層受壓力狀態在模內冷卻的,而所受壓力又大于塑料因溫差收縮而產生的壓力,則與冷卻有關的壓力被模內壓力抵消,也可能不存在。但是當保壓時間短或模內壓力迅速下降為零,制品內部會產生拉伸應力,而外層產生壓縮應力。若在制品冷卻最初階段內出現零壓力,這時制品內部還是未凝固的熔體而外殼又凝固不足,這種殼層很容易變形而使表面形成凹陷。在冷卻的中期階段,當制品的外殼已經有足夠的強度時,如果模內壓力衰落到零,則制品內部可因內層分離而形成空洞
  如在制品冷卻后期模內壓力達到零或在開模時尚未達到零(這時熔體在保壓期內更多地進入模內而發生),則材料的正常收縮會遇到障礙。在這種情況下,冷卻之后的制品密度較高,特別是在澆口附近,受到的拉伸應力也更大。
  c與注塑過程中塑料分子本身的平衡狀態受到破壞并形成不平衡體積有關的應力。
  結晶聚合物結晶區與非結晶區界面產生的應力或者結晶程度不同,收縮不一致產生的內應力等,這是由高分子材料特性所決定的,所以這種應力也較難克服。
  ⅱ翹曲變形改進措施
  制品要不翹曲變形最好能避免產生內應力,但是注塑制品成形條件及高分子材料結搆特征,只能盡量減少內應力或者使內應力盡量分布均勻。
  ⑴塑料材料:材料中的雜質易造成內應力,如pc聚合后用溶濟去掉低分子物和單體。塑料材料分子量較高,分子量分布較窄的內應力也較少,多組份塑料各組份應分散均勻,排氣好,造粒時顆粒應塑化均勻,制品內應力小。結晶性塑料中加入成核劑如pp中加入成核劑已二酸(0.2%~0.5%<),使結晶更完善,球晶體積小,數量多,制品內應力小,沖擊強度大大提高,而大球晶與非晶界易造成內應力。
  ⑵制品設計:在制品設計上應該力求表面積與體積之比盡量小,比值小的厚制品冷卻緩慢,內應力較小,而表面積與體積之比大的薄壁長流程制品易產生內應力。厚薄公差盡量均勻,厚薄公差大,冷卻不均勻易產生內應力,遇到厚薄不均勻的制品時,在厚薄結合處不釆用直角過渡,否則易造成應力集中,最好釆用圓弧過渡,可避免上述缺陷。當制品帶有金屬嵌件時,嵌件材料最好選擇銅質或鋁質并預熱,防止金屬材料與塑料材料熱膨脹系數不一致而產生內應力。在制品造型上選用曲面、雙曲面不僅美觀,而且也能減少變形,能夠吸收沖擊能,使制品內應力較小,而大平面易產生縮孔,因為軸向與徑向收縮不一致,如果設計為橢圓孔,沿軸向減小了因取向產生的內應力,橢圓孔沿長度方向秘受力方向一致。在孔的布置上在圓孔的周圍再開一個工藝圓孔,可近似看成橢圓孔而減少了內應力。    (未完,待續)   

作者:周穎楠
 


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