Stroj za istiskivanje

Znate li sve čimbenike koji stvaraju i utječu na unutarnje naprezanje u proizvodima dobivenim injekcijskim prešanjem?

1. stvaranje unutarnjeg naprezanja
U proizvodima dobivenim injekcijskim prešanjem, lokalno stanje naprezanja je različito na svakom mjestu, a stupanj deformacije proizvoda bit će određen raspodjelom naprezanja. Ako se proizvod hladi, ako postoji temperaturni gradijent, razvit će se ova vrsta naprezanja, pa se ova vrsta naprezanja naziva i "naprezanje u kalupljenju".
Pogledajmo uvod ustroj za istiskivanje.

Postoje dvije vrste unutarnjih naprezanja za proizvode izrađene injekcijskim prešanjem: jedno je naprezanje u kalupu, a drugo je temperaturno naprezanje. Kada talina uđe u kalup na nižoj temperaturi, talina u blizini stijenke šupljine se brzo hladi i skrućuje, tako da su segmenti molekularnog lanca „zamrznuti“. Zbog slabe toplinske vodljivosti skrutnutog polimernog sloja, stvara se veliki temperaturni gradijent u smjeru debljine proizvoda. Središte proizvoda skrućuje se vrlo sporo, tako da kada se vrata zatvore, jedinica taline u središtu proizvoda još se nije skrutnula, a stroj za injekcijsko prešanje tada ne može kompenzirati skupljanje pri hlađenju.

Unutarnje skupljanje proizvoda je stoga u suprotnom smjeru od djelovanja tvrdog sloja kože; jezgra je u statičkoj napetosti, dok je površinski sloj u statičkoj kompresiji.

Kada talina ispunjava kalup i teče, pored efekta skupljanja volumena uzrokovanog naprezanjem, postoje i naprezanja uzrokovana efektom širenja kanala i izlaza vrata; prvi efekt uzrokuje naprezanja povezana sa smjerom toka taline, a drugi, zbog efekta širenja izlaza, uzrokovat će naprezanja u smjeru okomitom na tok.

2. Procesni faktori koji utječu na stres

(1) zbog utjecaja naprezanja u uvjetima brzog hlađenja, orijentacija će dovesti do stvaranja unutarnjeg naprezanja u polimeru. Zbog visoke viskoznosti polimerne taline, unutarnje naprezanje se ne može brzo opustiti, što utječe na fizička svojstva i dimenzijsku stabilnost proizvoda.

Utjecaj različitih parametara na orijentacijska naprezanja.

Temperatura taline, visoka temperatura taline, niska viskoznost, niže smično naprezanje i smanjena orijentacija; s druge strane, visoka temperatura taline ubrzat će opuštanje naprezanja i potaknuti sposobnost jačanja neorijentacije.

Međutim, bez promjene tlaka stroja za injekcijsko prešanje, tlak u šupljini kalupa će se povećati, a snažan efekt smicanja dovest će do povećanja orijentacijskog naprezanja.

Produljenje vremena zadržavanja dok se mlaznica ne zatvori dovest će do povećanja orijentacijskog naprezanja.

Povećanje tlaka ubrizgavanja ili tlaka držanja povećat će orijentacijski napon.

Visoka temperatura kalupa osigurava sporo hlađenje proizvoda i djeluje kao sredstvo za deorijentaciju.

Povećajte debljinu proizvoda kako biste smanjili orijentacijsko naprezanje, jer se proizvodi s debelim stijenkama sporo hlade, viskoznost se sporo povećava, a proces opuštanja naprezanja traje dugo, pa je orijentacijsko naprezanje malo.

(2) Učinak na temperaturni stres

Kao što je gore spomenuto, zbog temperaturnog gradijenta između taline i stijenke prilikom punjenja kalupa, vanjski sloj taline koji se prvi skrućuje mora pomoći u zaustavljanju skupljanja unutarnjeg sloja taline koji se kasnije skrućuje, što rezultira tlačnim naprezanjem (naprezanjem skupljanja) u vanjskom sloju i vlačnim naprezanjem (orijentacijskim naprezanjem) u unutarnjem sloju.

Ako se kalup napuni i zatim drži pod tlakom dulje vrijeme, polimerna talina se dodaje u šupljinu kalupa, povećavajući tlak u šupljini, što mijenja unutarnja naprezanja zbog neravnomjernih temperatura. Međutim, ako je vrijeme držanja kratko, a tlak u šupljini nizak, proizvod će ostati u istom stanju naprezanja kao kada je hlađen.

Ako tlak u šupljini kalupa nije dovoljan na početku procesa hlađenja, vanjski sloj proizvoda će se skupiti zbog skrućivanja i stvoriti udubljenje; ako tlak u šupljini kalupa nije dovoljan u kasnijoj fazi kada proizvod formira hladan tvrdi sloj, unutarnji sloj proizvoda će se odvojiti zbog skupljanja ili stvoriti šupljinu; ako se tlak u šupljini kalupa održava prije zatvaranja vrata, to će pomoći u povećanju gustoće proizvoda i uklanjanju naprezanja uzrokovanog temperaturom hlađenja, ali će se u blizini vrata stvoriti velika koncentracija naprezanja.

Stoga se čini da što je veći tlak u kalupu, to je dulje vrijeme zadržavanja, što će pomoći u smanjenju naprezanja skupljanja uzrokovanog temperaturom i obrnuto povećati tlačno naprezanje.

3. Odnos između unutarnjeg naprezanja i kvalitete proizvoda

Postojanje unutarnjeg naprezanja u proizvodu ozbiljno će utjecati na mehanička svojstva i performanse proizvoda; zbog postojanja i neravnomjerne raspodjele unutarnjeg naprezanja, proizvod će pucati tijekom upotrebe. Kada se koristi ispod temperature staklastog prijelaza, često dolazi do nepravilne deformacije ili savijanja, što također može uzrokovati da površina proizvoda postane "bijela" i mutna, te da se optička svojstva pogoršaju.

Snižavanje temperature na ulazu i povećanje vremena hlađenja pomoći će u poboljšanju neravnomjernosti naprezanja u proizvodu i učiniti mehanička svojstva proizvoda homogenima.

I za kristalne i za nekristalne polimere vlačna čvrstoća je anizotropna. Kod nekristalnih polimera vlačna čvrstoća varira ovisno o položaju ulaza; kada je ulaz u istom smjeru kao i punjenje kalupa, vlačna čvrstoća se smanjuje s porastom temperature taline; kada je ulaz okomit na smjer punjenja kalupa, vlačna čvrstoća se povećava s porastom temperature taline.

Povećanje temperature taline dovodi do povećanja neorijentacije i smanjenja vlačne čvrstoće zbog smanjenja orijentacije. Orijentacija ulaza utječe na orijentaciju utječući na smjer toka, a budući da su amorfni polimeri anizotropniji od kristalnih polimera, vlačna čvrstoća u smjeru okomitom na tok veća je za prve nego za druge. Ubrizgavanje na niskim temperaturama ima veću mehaničku anizotropiju od ubrizgavanja na visokim temperaturama, npr. omjer čvrstoće u okomitom smjeru i smjeru toka je 1.7 pri visokim temperaturama ubrizgavanja i 2 pri niskim temperaturama ubrizgavanja.

Čini se da porast temperature taline, bilo za kristalne ili nekristalne polimere, dovodi do smanjenja vlačne čvrstoće, ali drugačijim mehanizmom; prvi je posljedica smanjenog učinka orijentacije.