Máy đùn

Bạn có biết tất cả các yếu tố tạo ra và ảnh hưởng đến ứng suất bên trong các sản phẩm ép phun không?

1. tạo ra căng thẳng nội bộ
Trong sản phẩm ép phun, trạng thái ứng suất cục bộ ở mỗi nơi là khác nhau, mức độ biến dạng của sản phẩm sẽ được xác định bởi sự phân bố ứng suất. Nếu sản phẩm được làm mát. Nếu có sự chênh lệch nhiệt độ, loại ứng suất này sẽ phát triển, vì vậy loại ứng suất này còn được gọi là “ứng suất đúc”.
Chúng ta hãy cùng xem phần giới thiệu củamáy đùn.

Có hai loại gói ứng suất bên trong cho các sản phẩm đúc phun: một là ứng suất đúc và loại còn lại là ứng suất nhiệt độ. Khi chất nóng chảy đi vào khuôn ở nhiệt độ thấp hơn, chất nóng chảy gần thành khoang sẽ nguội đi và đông lại với tốc độ nhanh, do đó các phân đoạn chuỗi phân tử bị "đông cứng". Do độ dẫn nhiệt kém của lớp polyme đông lại, một gradient nhiệt độ lớn được tạo ra theo hướng độ dày của sản phẩm. Phần lõi của sản phẩm đông lại rất chậm, do đó khi cổng đóng lại, đơn vị nóng chảy ở giữa sản phẩm vẫn chưa đông lại và khi đó máy ép phun không thể bù đắp cho sự co ngót khi làm mát.

Do đó, sự co ngót bên trong của sản phẩm diễn ra theo hướng ngược lại với tác động của lớp vỏ cứng; lõi chịu lực kéo tĩnh trong khi lớp bề mặt chịu lực nén tĩnh.

Khi chất nóng chảy đang lấp đầy khuôn và chảy, ngoài hiệu ứng co ngót thể tích do ứng suất gây ra, còn có ứng suất do hiệu ứng giãn nở của ống dẫn và cửa ra của cổng gây ra; hiệu ứng trước gây ra ứng suất liên quan đến hướng dòng chảy nóng chảy, hiệu ứng sau do hiệu ứng giãn nở của cửa ra sẽ gây ra ứng suất theo hướng vuông góc với dòng chảy.

2. Các yếu tố quá trình ảnh hưởng đến căng thẳng

(1) Đối với tác động của ứng suất trong điều kiện làm nguội nhanh, định hướng sẽ dẫn đến sự hình thành ứng suất bên trong polyme. Do độ nhớt cao của polyme nóng chảy, ứng suất bên trong không thể nhanh chóng được giải phóng, ảnh hưởng đến tính chất vật lý và độ ổn định kích thước của sản phẩm.

Ảnh hưởng của các thông số khác nhau đến ứng suất định hướng.

Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy cao, độ nhớt thấp, ứng suất cắt thấp hơn và định hướng giảm; mặt khác, nhiệt độ nóng chảy cao sẽ làm ứng suất giãn ra nhanh hơn và thúc đẩy khả năng tăng cường tính không định hướng.

Tuy nhiên, nếu không thay đổi áp suất của máy ép phun, áp suất khoang khuôn sẽ tăng lên và hiệu ứng cắt mạnh sẽ dẫn đến tăng ứng suất định hướng.

Việc kéo dài thời gian giữ cho đến khi vòi phun đóng lại sẽ làm tăng ứng suất định hướng.

Tăng áp suất phun hoặc áp suất giữ sẽ làm tăng ứng suất định hướng.

Nhiệt độ khuôn cao đảm bảo sản phẩm nguội chậm và hoạt động như một chất định hướng.

Tăng độ dày của sản phẩm để giảm ứng suất định hướng, vì sản phẩm có thành dày nguội chậm, độ nhớt tăng chậm, quá trình giãn ứng suất kéo dài nên ứng suất định hướng nhỏ.

(2) Tác động đến ứng suất nhiệt độ

Như đã đề cập ở trên, do sự chênh lệch nhiệt độ giữa vật liệu nóng chảy và thành khuôn khi đổ đầy khuôn, lớp ngoài của vật liệu nóng chảy đông lại trước phải giúp ngăn chặn sự co ngót của lớp trong của vật liệu nóng chảy đông lại sau, dẫn đến ứng suất nén (ứng suất co ngót) ở lớp ngoài và ứng suất kéo (ứng suất định hướng) ở lớp trong.

Nếu khuôn được đổ đầy và sau đó giữ dưới áp suất trong thời gian dài hơn, polyme nóng chảy được thêm vào khoang khuôn, làm tăng áp suất khoang, làm thay đổi ứng suất bên trong do nhiệt độ không đồng đều. Tuy nhiên, nếu thời gian giữ ngắn và áp suất khoang thấp, sản phẩm sẽ vẫn ở trạng thái ứng suất như khi được làm mát.

Nếu áp suất khoang khuôn không đủ khi bắt đầu quá trình làm mát, lớp ngoài của sản phẩm sẽ co lại do đông đặc và tạo thành một chỗ lõm; nếu áp suất khoang khuôn không đủ ở giai đoạn sau khi sản phẩm đã hình thành lớp cứng lạnh, lớp bên trong của sản phẩm sẽ tách ra do co lại hoặc tạo thành một chỗ lõm; nếu áp suất khoang khuôn được duy trì trước khi cổng đóng, điều này sẽ giúp tăng mật độ của sản phẩm và loại bỏ ứng suất nhiệt độ làm mát, nhưng sẽ tạo ra một sự tập trung ứng suất lớn gần cổng.

Do đó, có vẻ như áp suất trong khuôn càng lớn thì thời gian giữ càng lâu, điều này sẽ giúp giảm ứng suất co ngót do nhiệt độ tạo ra và ngược lại sẽ tăng ứng suất nén.

3. Mối quan hệ giữa ứng suất bên trong và chất lượng sản phẩm

Sự tồn tại của ứng suất bên trong sản phẩm sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính chất cơ học và hiệu suất của sản phẩm; do sự tồn tại và phân bố không đều của ứng suất bên trong, sản phẩm sẽ bị nứt trong quá trình sử dụng. Khi sử dụng dưới nhiệt độ chuyển thủy tinh, thường xảy ra biến dạng hoặc cong vênh không đều, điều này cũng có thể khiến bề mặt sản phẩm trở nên “trắng” và đục, tính chất quang học bị suy giảm.

Việc giảm nhiệt độ tại cổng và tăng thời gian làm nguội sẽ giúp cải thiện tính không đồng đều của ứng suất trong sản phẩm và làm cho các tính chất cơ học của sản phẩm đồng nhất.

Đối với cả polyme tinh thể và không tinh thể, độ bền kéo là dị hướng. Đối với polyme không tinh thể, độ bền kéo thay đổi tùy thuộc vào vị trí của cổng; khi cổng cùng hướng với hướng điền khuôn, độ bền kéo giảm khi nhiệt độ nóng chảy tăng; khi cổng vuông góc với hướng điền khuôn, độ bền kéo tăng khi nhiệt độ nóng chảy tăng.

Sự gia tăng nhiệt độ nóng chảy dẫn đến sự gia tăng tính không định hướng và giảm độ bền kéo do sự giảm định hướng. Định hướng của cổng ảnh hưởng đến định hướng bằng cách ảnh hưởng đến hướng của dòng chảy và vì polyme vô định hình có tính dị hướng hơn polyme tinh thể, nên độ bền kéo theo hướng vuông góc với dòng chảy lớn hơn đối với polyme vô định hình so với polyme tinh thể. Tiêm ở nhiệt độ thấp có tính dị hướng cơ học lớn hơn tiêm ở nhiệt độ cao, ví dụ tỷ lệ độ bền theo hướng thẳng đứng so với hướng dòng chảy là 1.7 ở nhiệt độ tiêm cao và 2 ở nhiệt độ tiêm thấp.

Có vẻ như việc tăng nhiệt độ nóng chảy, dù là đối với polyme tinh thể hay không tinh thể, đều dẫn đến giảm độ bền kéo, nhưng theo một cơ chế khác; trước đây là do tác động giảm thông qua định hướng.