1. Krimppercentage
De vorm en berekening van de thermoplastische vormkrimp zijn zoals hierboven vermeld. De factoren die de vormkrimp van thermoplastische kunststoffen beïnvloeden zijn als volgt:
1. Kunststofsoorten Tijdens het gietproces van thermoplastische kunststoffen, als gevolg van factoren zoals volumeveranderingen veroorzaakt door kristallisatie, sterke interne spanning, grote restspanning bevroren in de kunststofonderdelen, sterke moleculaire oriëntatie, enz., is de krimpsnelheid lager dan dat van thermohardende kunststoffen. Groter, breder krimpbereik, duidelijke richtingsgevoeligheid en na het vormen.
2. Kenmerken van kunststof onderdelen Bij het vormen komt het gesmolten materiaal in contact met het oppervlak van de holte en wordt de buitenste laag onmiddellijk afgekoeld om een vaste schaal met lage dichtheid te vormen. Vanwege de slechte thermische geleidbaarheid van kunststof koelt de binnenlaag van het kunststof onderdeel langzaam af en vormt een vaste laag met hoge dichtheid die sterk krimpt. Daarom zullen degenen met dikke muren, langzame afkoeling en dikke lagen met hoge dichtheid meer krimpen. Bovendien heeft de aan- of afwezigheid van inzetstukken en de indeling en het aantal inzetstukken rechtstreeks invloed op de materiaalstroomrichting, dichtheidsverdeling en krimpweerstand. Daarom hebben de kenmerken van kunststof onderdelen een grotere invloed op de krimpgrootte en richtingsgevoeligheid.
3. Factoren zoals de vorm, grootte en verdeling van de toevoerinlaat hebben rechtstreeks invloed op de richting van de materiaalstroom, de dichtheidsverdeling, het drukhoud- en toevoereffect en de vormtijd. Directe invoerinlaten en voerinlaten met grote dwarsdoorsneden (vooral die met dikkere secties) hebben een kleinere krimp maar een grotere richtingsgevoeligheid, terwijl voerinlaten met bredere en kortere lengtes minder directiviteit hebben. Die dichtbij de invoerinlaat of evenwijdig aan de richting van de materiaalstroom zullen meer krimpen.
4. Vormomstandigheden: de matrijstemperatuur is hoog, het gesmolten materiaal koelt langzaam af, heeft een hoge dichtheid en krimpt enorm. Vooral voor kristallijne materialen is de krimp groter vanwege de hoge kristalliniteit en grote volumeveranderingen. De temperatuurverdeling van de matrijs houdt ook verband met de interne en externe koeling en dichtheidsuniformiteit van het plastic onderdeel, wat rechtstreeks van invloed is op de krimp en richting van elk onderdeel. Bovendien hebben de houddruk en de tijd ook een grotere invloed op de krimp. Als de druk hoog is en de tijd lang, zal de krimp klein maar richtinggevend zijn.
De spuitgietdruk is hoog, het viscositeitsverschil van het gesmolten materiaal is klein, de schuifspanning tussen de lagen is klein en de elastische rebound na het ontvormen is groot, zodat de krimp op passende wijze kan worden verminderd. De materiaaltemperatuur is hoog, de krimp is groot, maar de richtingsgevoeligheid is klein. Daarom kan het aanpassen van verschillende factoren, zoals matrijstemperatuur, druk, injectiesnelheid en koeltijd tijdens het vormen, ook de krimp van het kunststof onderdeel op passende wijze veranderen.
Bij het ontwerpen van de mal wordt, op basis van het krimpbereik van verschillende kunststoffen, de wanddikte en vorm van het plastic onderdeel, de grootte en verdeling van de toevoerinlaat, de krimpsnelheid van elk onderdeel van het plastic onderdeel bepaald op basis van ervaring, en vervolgens wordt de holtegrootte berekend. Voor uiterst nauwkeurige kunststof onderdelen en wanneer het moeilijk is de krimpsnelheid te controleren, zijn de volgende methoden over het algemeen geschikt:
Ontwerp mal:
①Stel een kleinere krimpsnelheid in voor de buitendiameter van het plastic onderdeel en een grotere krimpsnelheid voor de binnendiameter om ruimte te laten voor correctie na het testen van de matrijs.
② Test de mal om de vorm, grootte en vormomstandigheden van het gietsysteem te bepalen.
③ De maatveranderingen van de te nabewerken kunststofdelen dienen na de nabewerking te worden bepaald (meting dient 24 uur na ontkisting te gebeuren).
④Corrigeer de mal volgens de werkelijke krimpsituatie.
⑤Probeer de mal opnieuw en wijzig de procesomstandigheden op de juiste manier om de krimpwaarde enigszins te corrigeren om aan de eisen van het plastic onderdeel te voldoen. afbeelding
2. Liquiditeit
Liquiditeit is onderverdeeld in drie categorieën:
①Goede vloeibaarheid: PA, PE, PS, PP, CA, poly(4)methylpenteen;
②Hars uit de polystyreenserie met gemiddelde vloeibaarheid (zoals ABS, AS), PMMA, POM, polyfenyleenether;
③Slechte vloeibaarheid PC, hard PVC, polyfenyleenether, polysulfon, polyarylsulfon, fluorkunststoffen.
1. De vloeibaarheid van thermoplastische kunststoffen kan in het algemeen worden geanalyseerd aan de hand van een reeks indices zoals het molecuulgewicht, de smeltindex, de vloeilengte van de Archimedische spiraal, de schijnbare viscositeit en de vloeiverhouding (vloeilengte/wanddikte van het kunststofdeel).
Klein molecuulgewicht, brede molecuulgewichtsverdeling, slechte regelmaat van de moleculaire structuur, hoge smeltindex, lange spiraalvormige stroomlengte, kleine schijnbare viscositeit en grote stroomverhouding hebben een goede vloeibaarheid. Voor kunststoffen met dezelfde productnaam moet u de instructies raadplegen om te bepalen of de vloeibaarheid geschikt is. Voor spuitgieten.
2. De vloeibaarheid van verschillende kunststoffen verandert ook als gevolg van verschillende vormfactoren. De belangrijkste beïnvloedende factoren zijn als volgt:
① Temperatuur Hoe hoger de materiaaltemperatuur, hoe groter de vloeibaarheid, maar verschillende kunststoffen hebben ook verschillen, PS (vooral slagvast en hoge MFR-waarde), PP, PA, PMMA, gemodificeerd polystyreen (zoals ABS, AS) De vloeibaarheid van kunststoffen zoals PC, en CA veranderen sterk met de temperatuur. Voor PE en POM heeft de temperatuurstijging of -daling weinig invloed op hun vloeibaarheid. Daarom moet eerstgenoemde de temperatuur aanpassen om de vloeibaarheid tijdens het gieten te regelen.
② Naarmate de druk bij het spuitgieten onder druk toeneemt, zal het gesmolten materiaal onderhevig zijn aan grotere schuifkracht en zal de vloeibaarheid ook toenemen. Vooral PE en POM zijn gevoeliger, dus de spuitgietdruk moet tijdens het gieten worden aangepast om de vloeibaarheid te controleren.
③De vorm, grootte, lay-out van het gietsysteem van de malstructuur, het ontwerp van het koelsysteem, de stromingsweerstand van gesmolten materiaal (zoals oppervlakteafwerking, dikte van de invoerkanaalsectie, vorm van de holte, uitlaatsysteem) en andere factoren beïnvloeden rechtstreeks de stroom van gesmolten materiaal in de holte De werkelijke vloeibaarheid in de smelt zal afnemen als de temperatuur van het gesmolten materiaal wordt verlaagd en de vloeibaarheidsweerstand wordt vergroot.
Bij het ontwerpen van de mal moet een redelijke structuur worden gekozen op basis van de vloeibaarheid van het gebruikte plastic. Tijdens het vormen kunnen factoren zoals materiaaltemperatuur, vormtemperatuur, injectiedruk en injectiesnelheid ook worden geregeld om de vulsituatie op de juiste manier aan te passen aan de vormbehoeften.
3. Kristalliniteit
Thermoplastische kunststoffen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: kristallijne kunststoffen en amorfe (ook wel amorfe) kunststoffen, omdat ze niet kristalliseren wanneer ze worden gecondenseerd.
Het zogenaamde kristallisatiefenomeen is dat wanneer het plastic overgaat van een gesmolten toestand naar een gecondenseerde toestand, de moleculen onafhankelijk bewegen en volledig wanordelijk zijn, en de moleculen stoppen met vrij bewegen en zich in een enigszins vaste positie nestelen, en er is een neiging tot de moleculen moeten in een regulier model worden gerangschikt. fenomeen.
De uiterlijke maatstaf om deze twee soorten kunststoffen te onderscheiden, is afhankelijk van de transparantie van dikwandige kunststof onderdelen. Over het algemeen zijn kristallijne materialen ondoorzichtig of doorschijnend (zoals POM, enz.), en zijn amorfe materialen transparant (zoals PMMA, enz.).
Er zijn echter uitzonderingen. Poly(4)methylpenteen is bijvoorbeeld een kristallijne kunststof maar heeft een hoge transparantie, en ABS is een amorf materiaal maar niet transparant.
Bij het ontwerpen van matrijzen en het selecteren van spuitgietmachines moet aandacht worden besteed aan de volgende eisen en voorzorgsmaatregelen voor kristallijne kunststoffen:
① Er is veel warmte nodig om de materiaaltemperatuur te verhogen tot de vormtemperatuur, dus er moet apparatuur met een grote weekmakercapaciteit worden gebruikt.
② Bij het koelen en terugwinnen komt een grote hoeveelheid warmte vrij, deze moet dus volledig gekoeld worden.
③Het verschil in soortelijk gewicht tussen de gesmolten toestand en de vaste toestand is groot, wat resulteert in een grote vormkrimp en gevoelig voor krimp en poriën.
④ Snelle koeling, lage kristalliniteit, kleine krimp en hoge transparantie. De mate van kristalliniteit hangt samen met de wanddikte van het kunststof onderdeel. De wanddikte betekent langzamere afkoeling, hogere kristalliniteit, grotere krimp en betere fysieke eigenschappen. Daarom moet de matrijstemperatuur van kristallijne materialen naar behoefte worden geregeld.
⑤ Aanzienlijke anisotropie en grote interne spanning. Niet-gekristalliseerde moleculen hebben de neiging om na het ontvormen door te gaan met kristalliseren, verkeren in een energie-onbalans en zijn gevoelig voor vervorming en kromtrekken.
⑥Het kristallisatietemperatuurbereik is smal en het is gemakkelijk om niet-gesmolten materiaal in de mal te injecteren of de toevoerpoort te blokkeren.
4. Warmtegevoelige kunststoffen en gemakkelijk hydrolyseerbare kunststoffen
1. Thermische gevoeligheid betekent dat sommige kunststoffen gevoeliger zijn voor hitte. Wanneer het gedurende lange tijd op hoge temperaturen wordt verwarmd of de dwarsdoorsnede van de toevoeropening te klein is, of het afschuifeffect groot is, neemt de temperatuur van het materiaal toe en is het gevoelig voor verkleuring, afbraak en ontbinding. Dit soort neiging Kunststoffen met bijzondere eigenschappen worden warmtegevoelige kunststoffen genoemd.
Zoals hard PVC, polyvinylideenchloride, vinylacetaatcopolymeer, POM, polychloortrifluorethyleen, enz. Wanneer warmtegevoelige kunststoffen uiteenvallen, produceren ze monomeren, gassen, vaste stoffen en andere bijproducten. Sommige ontledingsgassen zijn met name irriterend, bijtend of giftig voor het menselijk lichaam, apparatuur en schimmels.
Daarom moet aandacht worden besteed aan het matrijsontwerp, de selectie van spuitgietmachines en het gieten. Er moet worden gekozen voor een schroefspuitgietmachine. De doorsnede van het gietsysteem moet groot zijn. De mal en het vat moeten verchroomd zijn. Er mag geen hoekvertragingsmateriaal aanwezig zijn. De vormtemperatuur en het plasticgehalte moeten strikt worden gecontroleerd. Voeg stabilisatoren toe om de hittegevoelige eigenschappen te verzwakken.
2. Zelfs als sommige kunststoffen (zoals PC) een kleine hoeveelheid vocht bevatten, zullen ze bij hoge temperatuur en hoge druk ontleden. Deze eigenschap wordt hydrolyseerbaarheid genoemd en moet van tevoren worden verwarmd en gedroogd.
5. Spanningsscheuren en smeltbreuk
1. Sommige kunststoffen zijn gevoelig voor stress. Ze zijn gevoelig voor interne spanning tijdens het gieten en zijn bros en gemakkelijk te kraken. Plastic onderdelen zullen barsten onder invloed van externe krachten of oplosmiddelen.
Om deze reden moet, naast het toevoegen van additieven aan de grondstoffen om de scheurweerstand te verbeteren, aandacht worden besteed aan het drogen van de grondstoffen en een redelijke keuze van vormomstandigheden om de interne spanning te verminderen en de scheurweerstand te vergroten. Er moet een redelijke plastic onderdeelvorm worden gekozen, en inzetstukken en andere maatregelen mogen niet worden geïnstalleerd om de spanningsconcentratie te minimaliseren.
Bij het ontwerpen van de matrijs moet de ontvormhelling worden vergroot, moet een redelijk invoer- en uitwerpmechanisme worden geselecteerd en moeten de materiaaltemperatuur, matrijstemperatuur, injectiedruk en koeltijd tijdens het vormen op de juiste manier worden aangepast om ontvormen te voorkomen wanneer het plastic onderdeel wordt gevormd. te koud en broos. Na het gieten moeten de plastic onderdelen worden nabewerkt om de scheurweerstand te verbeteren, interne spanningen te elimineren en contact met oplosmiddelen te voorkomen.
2. Wanneer het polymeer smelt met een bepaalde smeltstroomsnelheid een bepaalde waarde overschrijdt wanneer het bij een constante temperatuur door het mondstukgat gaat, zullen er duidelijke dwarsscheuren optreden op het smeltoppervlak, wat smeltbreuk wordt genoemd, wat het uiterlijk en de fysieke schade zal beschadigen eigenschappen van het kunststof onderdeel.
Daarom moeten bij het selecteren van polymeren met hoge smeltvloeisnelheden de dwarsdoorsneden van het mondstuk, de runner en de toevoerinlaat worden vergroot, moet de injectiesnelheid worden verlaagd en moet de materiaaltemperatuur worden verhoogd.
6. Thermische prestaties en koelsnelheid
1. Verschillende kunststoffen hebben verschillende thermische eigenschappen, zoals soortelijke warmte, thermische geleidbaarheid en warmtevervormingstemperatuur. Weekmakers met een hoge soortelijke warmte vereisen veel warmte, daarom moet een spuitgietmachine met een grote weekmakercapaciteit worden gekozen. Kunststoffen met hoge warmtevervormingstemperaturen kunnen een korte afkoeltijd hebben en vroegtijdig uit de vorm komen, maar vervorming door koeling moet na het uit de vorm halen worden voorkomen.
Kunststoffen met een lage thermische geleidbaarheid hebben een langzame afkoelsnelheid (zoals ionische polymeren enz., die een extreem langzame afkoelsnelheid hebben), dus moeten ze volledig worden gekoeld en moet het koeleffect van de matrijs worden verbeterd. Hotrunner-mallen zijn geschikt voor kunststoffen met een lage soortelijke warmte en een hoge thermische geleidbaarheid. Kunststoffen met een hoge soortelijke warmte, een lage thermische geleidbaarheid, een lage thermische vervormingstemperatuur en een langzame afkoelsnelheid zijn niet bevorderlijk voor gieten op hoge snelheid. Er moet een geschikte spuitgietmachine worden geselecteerd en de matrijskoeling moet worden versterkt.
2. Verschillende kunststoffen vereisen een passende koelsnelheid, afhankelijk van hun typekenmerken en vorm van kunststofonderdelen. Daarom moet de matrijs worden uitgerust met een verwarmings- en koelsysteem volgens de vormvereisten om een bepaalde matrijstemperatuur te behouden. Wanneer de materiaaltemperatuur de matrijstemperatuur verhoogt, moet deze worden gekoeld om vervorming van het plastic onderdeel na het ontvormen te voorkomen, de vormcyclus te verkorten en de kristalliniteit te verminderen.
Wanneer de afvalwarmte van het plastic niet voldoende is om de mal op een bepaalde temperatuur te houden, moet de mal worden uitgerust met een verwarmingssysteem om de mal op een bepaalde temperatuur te houden om de koelsnelheid te regelen, de vloeibaarheid te garanderen, de vulomstandigheden te verbeteren of de controle te behouden. de langzame afkoeling van het plastic onderdeel. Voorkom ongelijkmatige koeling van dikwandige kunststof onderdelen binnen en buiten en verhoog de kristalliniteit enz.
Voor degenen met een goede vloeibaarheid, een groot vormoppervlak en een ongelijkmatige materiaaltemperatuur moet mogelijk afwisselend verwarming of koeling worden gebruikt, of kan zowel lokale verwarming als koeling worden gebruikt, afhankelijk van de vormomstandigheden van de kunststof onderdelen. Voor dit doel moet de matrijs worden uitgerust met een overeenkomstig koel- of verwarmingssysteem.
7. Hygroscopiciteit
Omdat er verschillende additieven in kunststoffen zitten, hebben ze een verschillende mate van affiniteit voor vocht. Daarom kunnen kunststoffen grofweg in twee soorten worden verdeeld: kunststoffen die vocht absorberen, kunststoffen die zich aan vocht hechten en kunststoffen die geen water absorberen en zich niet gemakkelijk aan vocht hechten. Het vochtgehalte in het materiaal moet binnen het toegestane bereik worden gehouden. Anders zal het water onder hoge temperatuur en hoge druk in gas veranderen of hydrolyseren, waardoor de hars gaat schuimen, de vloeibaarheid vermindert en een slecht uiterlijk en mechanische eigenschappen heeft.
Daarom moeten hygroscopische kunststoffen worden voorverwarmd met behulp van de juiste verwarmingsmethoden en specificaties zoals vereist om herabsorptie van vocht tijdens gebruik te voorkomen.
