注塑产品内应力问题
注塑制件内应力影响因素分析
注塑制件内应力影响因素分析文章详细对注塑制件内应力的产生因素进行了分析,并针对其不同的影响因素提出了针对性的解决措施,从实践中证实热处理对于消除或降低注塑制件内应力的有效性,通过该种方式有效稳定热塑制件内部结构,从而保证热塑制件结构质量。
标签:注塑制件;内应力;因素;成型工艺;热处理塑料的加工成型特点优良,因而在加工行业得到了广泛的使用,其最主要的优势在于比强度高、电性能好、质量相对较强,且相比其他材料塑料耐磨性良好,能够消音减震,最重要的是加工方便。
但是注塑制件仍旧存在一个无法避免的缺陷——内应力。
热塑制件会因为内应力而出现翘曲变形现象,严重者会导致制件开裂,另外还会对制件的光学、电学、物理学等性能造成影响,表观质量也同样会受到内应力的影响。
所以寻找对热塑制件内应力影响因素,从而针对性的提出解决措施,是保证热塑制件质量的重要前提,通过有效措施使得热塑制件内应力能够均匀分布。
尤其在使用热塑制件时环境恶劣,例如需要直接接触高热、有机溶剂以及其他腐蚀性介质时,降低内应力可以保证热塑制件结构的稳定性。
1 影响因素分析影响注塑制件内应力大小的因素有很多,具体分析包括以下几点。
1.1 造型设计1.1.1 圆角。
注塑制件其表面相交之处应当采用圆弧进行过度,而其使用上则要求使用尖角。
这是因为注塑制件在注塑过程中截面、形状发生变化的过程中在尖角的位置容易产生极大的应力,并始终无法消除,一旦受到外界的冲击以及超出其能够承受的荷载时就会生生破裂,有些在脱膜过程中就会由于其内应力而出现开裂现象,特别在内角位置。
该类问题可以通过尖角改圆角的方式予以消除,采用0.5mm圆角就能够改善应力集中现象消除内应力的产生,从而改善制件的结构特性,避免由于冲击造成材料不满模腔或形成波纹等问题。
将注塑制件过度位置设计成圆角,那么模型内部也呈圆角,因而磨具也同样具有坚固特性。
由于制件圆角对应模型圆角,因而在热塑过程中不会造成应力过于几种,不但提高了制件的质量,还提升了模具的使用寿命。
影响注塑制件内应力的因素
影响注塑制件内应力的因素注塑制件是一种经济高效和具备多种形状及功能的重要制造技术,但是其内部应力却受到来自注塑工艺及其他外部因素的影响,使得注塑制件内应力产生变化,从而影响了其功能性能、使用寿命。
因此,探究影响注塑制件内部应力的因素和机理,对于改进注塑工艺及优化注塑制件的使用性能及使用寿命具有重要的意义。
首先,注塑参数是影响注塑制件内应力的重要因素之一。
注塑参数主要包括注塑温度、塑料填充量、熔料压力、射出速度等。
随着参数调整,注塑过程中塑料的塑形、熔料流动和成型性能以及塑料凝固动态特性发生明显变化,从而使得熔体在凝固过程中产生应力,由此导致注塑制件内部应力发生变化。
其次,注塑成型模具结构是影响注塑制件内应力的重要因素之二。
一般来说,注塑成型模具结构的设计会影响注塑的流植分布,而分布的不均衡会使得冷却水或空气在不同地方冷却速度不一,从而导致注塑件表面张力的不均匀,从而导致注塑制件内应力发生变化。
同时,模具中心热对流也会对注塑制件内应力产生影响。
此外,注塑材料也是影响注塑制件内应力的因素之一。
目前,注塑材料的选择一般是根据制件的用途来确定的,其受到多种因素的影响,例如熔点、熔体流动性、熔体弹性模量、收缩率等等。
这些因素的变化都会对注塑制件的内部应力产生影响。
另外,不良工艺及装配技术也是影响注塑制件内应力的因素之一。
如果在注塑过程中,采用了不合理的工艺操作,会使得塑料不均匀地冷却,而导致注塑制件内应力出现变化,从而影响制件的使用性能和使用寿命。
此外,注塑件装配时如果采用不正确的技术,也会导致注塑件内部应力发生变化。
综上所述,注塑参数、注塑模具结构、注塑材料、不良工艺及装配技术等多种因素都会影响注塑制件的内部应力,从而影响注塑制件的使用性能和使用寿命。
因此,在注塑工艺的设计和应用过程中,应该充分考虑这些因素,通过优化参数来改善注塑制件的内部应力,并采用合理的模具结构设计、优良的注塑材料,以及正确的装配技术,最大程度地降低注塑制件内部应力,提高其功能性能及使用寿命。
注塑制品内应力分析及控制
注塑制品内应力分析及控制注塑制品是指利用注塑成型技术制造的各类塑料产品。
在注塑制品的生产过程中,由于塑料的热胀冷缩以及流动性等特性,会产生内应力。
这些内应力如果不得到合理的控制和处理,将会导致注塑制品的变形、开裂等问题。
因此,注塑制品内应力的分析和控制非常重要。
首先,注塑制品内应力的分析应从材料的选择和设计的角度来考虑。
不同的塑料材料在注塑成型过程中,由于热胀冷缩的差异以及流动性的不同,会产生不同程度的内应力。
因此,在选择塑料材料时,应考虑其热胀冷缩系数和流动性等因素。
同时,在产品设计中,应尽量避免或减少注塑制品的复杂形状和薄壁结构,这样可以减少塑料在注射和冷却过程中的内应力。
其次,注塑制品内应力的控制主要通过优化注塑工艺参数来实现。
注塑工艺参数包括注射压力、注射速度、保压时间和冷却时间等。
在注射过程中,应控制注射压力和速度,避免塑料在注射过程中产生过大的内应力。
在保压过程中,应根据具体产品的形状和尺寸,适当延长保压时间,以提高塑料的流动性和均匀性,减少内应力。
在冷却过程中,应控制冷却时间和冷却速度,避免快速冷却引起的内应力。
此外,还可以采用一些工艺改进的方法来控制注塑制品内应力。
例如,合理设计模具结构,采用多点定位和多级冷却等方式,可以均匀分布注塑制品内应力,减少应力集中。
另外,还可以采用预应力或热处理等后处理方式来消除或降低注塑制品的内应力。
总之,注塑制品内应力的分析和控制是注塑制品生产过程中非常重要的问题。
通过选择合适的塑料材料、优化注塑工艺参数以及合理设计模具结构等方式,可以有效减少注塑制品的内应力,并提高产品的质量和性能。
注塑件内部应力消除策略
注塑件内部应力消除策略注塑件内部应力消除策略注塑件内部应力消除是注塑工艺中一个非常重要的环节。
当注塑件从模具中取出后,常常会出现内部应力过大的情况,这对于产品的性能和质量都会产生不良影响。
因此,我们需要采取一些策略来消除这些内部应力。
首先,选择合适的注塑工艺参数是消除内部应力的基础。
注塑工艺参数包括注塑温度、注塑速度、保压时间等。
通过合理地调整这些参数,可以使注塑件在注塑过程中获得均匀的内部结构,减少应力集中的情况发生。
其次,注意模具的设计和制造。
模具的设计和制造质量会直接影响注塑件的内部应力。
一个合理的模具设计应该考虑到塑料材料的流动性、收缩率等因素,以及注塑件的形状和结构。
同时,模具的制造精度也非常重要。
如果模具存在偏差或者不良加工,会导致注塑件在注塑过程中受到不必要的应力。
此外,适当的后处理也是消除内部应力的有效手段之一。
常见的后处理方式包括退火、加热和冷却等。
通过这些方法,可以使注塑件的内部结构重新排列,减少应力的积累。
需要注意的是,后处理的温度和时间需要控制得当,以免对注塑件的性能产生不良影响。
最后,定期进行内部应力测试也是非常重要的。
通过测试,可以及时发现注塑件内部应力的情况,以便及时采取相应的措施进行调整。
常用的内部应力测试方法有压力测试、拉伸测试和弯曲测试等。
总之,注塑件内部应力消除是注塑工艺中一项重要的任务。
通过选择合适的工艺参数、注意模具设计和制造、进行适当的后处理以及定期进行内部应力测试,可以有效地消除注塑件的内部应力,提高产品的性能和质量。
这需要注塑工程师具备丰富的经验和专业的知识,同时也需要相关的设备和技术支持。
只有综合运用各种策略,才能更好地解决注塑件内部应力的问题,确保产品的质量和可靠性。
注塑件几种常见问题及解决方法
注塑件变形的原因及解决方法注塑件形状与模腔相似但却是模腔形状的扭曲版本。
可能出现问题的原因(1)弯曲是因为注塑件内有过多内部应力。
(2)模具填充速度慢。
(3)模腔内塑料不足。
(4)塑料温度太低或不一致。
(5)注塑件在顶出时太热。
(6)冷却不足或动、定模的温度不一致。
(7)注塑件结构不合理(如加强筋集中在一面,但相距较远).补救方法(1)降低注塑压力。
(2)减少螺杆向前时间。
(3)增加周期时间(尤其是冷却时间)。
从模具内(尤其是较厚的注塑件)顶出后立即浸入温水中(38℃)使注塑件慢慢冷却。
(4)增加注塑速度。
(5)增加塑料温度。
(6)用冷却设备.(7)适当增加冷却时间或改善冷却条件,尽可能保证动、定模的模温一致。
(8)根据实际情况在允许的情况下改善塑料件的结构。
透明塑料注塑过程中应注意的常见问题透明塑料由于透光率要高,必然要求塑料制品表面质量要求严格,不能有任何斑纹、气孔、泛白、雾晕、黑点、变色、光泽不佳等缺陷,因而在整个注塑过程对原料、设备、模具、甚至产品的设计,都要十分注意和提出严格甚至特殊的要求。
其次由于透明塑料多为熔点高、流动性差,因此为保证产品的表面质量,往往需要较高的温度,注射压力、注射速度等工艺参数也要作细微调整,使注塑料时既能充满模,又不会产生内应力而引起产品变形和开裂。
因此从原料准备,对设备和模具要求、注塑工艺和产品的原料处理几方面都要进行严格的操作.(一)原料的准备与干燥由于在塑料中含有任何一点杂质,都可能影响产品的透明度,因此和储存、运输、加料过程中都必须注意密封,保证原料干净。
特别是原料中含有水分,加热后会引起原料变质,所以一定要干燥.在注塑时,加料必须使用干燥料斗。
还要注意一点的是干燥过程中,输入的空气最好应经过滤、除湿,以便保证不会污染原料。
其干燥工艺如下表,透明塑料的干燥工艺:(二)机筒、螺杆及其附件的清洁为防止原料污染和在螺杆及附件凹陷处存有旧料或杂质,特别热稳定性差的树脂存在,因此在使用前、停机后都应用螺杆清洗剂清洗干净各件,使其不得粘有杂质,当没有螺杆清洗剂时,可用PE、PS等树脂清洗螺杆.当临时停机时,为防止原料在高温下停留时间长,引起解降,应将干燥机和机筒温度降低,如PC、PMMA 等机筒温度都要降至160℃以下(料斗温度对于PC应降至100℃以下).(三)在模具设计上应注意的问题(包括产品的设计)为了防止出现回流动不畅,或冷却不均造成塑料成型不良,产生表面缺陷和变质,一般在模具设计时,应注意以下几点。
内应力
内应力注塑过程会产生内应力会带来很多影响,下面就系统谈下内应力。
1、关于称谓通常的定义“内应力是塑料在成型加工的过程中高分子链段受到强迫高弹形变后趋于回复的一种力量”并不完全。
其实内应力是指熔融树脂在冷却过程中会由于热效应/取向效应带来的内部应力,但我们理解其时候不要仅仅理解其为静止的应力,它其实伴随着缩水,变形等动态现象,大家可以理解它为内应力效应。
2、关于影响内应力在塑胶产品中或多或少一定都有,它带来的影响有:缩水缺陷,变形缺陷,真空泡缺陷,分层缺陷,应力开裂缺陷(特别是有金属嵌件的开裂,烤漆电镀时的开裂,天气变化变冷时候的开裂,尖角开裂),粘模缺陷,起皮缺陷等。
3、内应力的成因及分类。
大体上内应力分为3类。
3.1冻结应力。
由于“喷泉流动”的原因,正常熔体最外层其分子链被强制拉直且紧贴模腔壁冷却,这层冷固层大约0.05~~0.2mm厚,依据剪切力和模具温度不同而不同,这种被强制拉直的状态不是高分子链的本来状态,是不稳定的。
这层是致密的,密度最高,但其取向并不严重。
3.2 取向应力。
冷固了的停止流动的凝固层与中心热的芯部形成速度剪刀差,高的速度梯度下形成了高取向层,这层厚度比凝固层后,取向更大,回复趋势更明显。
3.3 体积应变应力。
热的芯部慢慢收缩,形成低密度的芯部,而外部的密度相对较高,密度不同带来了应力差异。
这样,外层是压应力,内层是拉应力,这种拉压的趋势产生了巨大的应力。
4、各种不同机理应力的缺陷果。
4.1冻结应力对应的缺陷<=>应力开裂;4.2取向应力对应的缺陷<=>变形,起皮,分层;4.3 体积应变应力对应的缺陷<=>收缩,真空泡,脱模裂;5、消除措施。
了解到上述原因,消除措施也就简单了。
5.1冻结应力的消除。
就是高模温低剪切。
也就是高模温低射速而已。
5.2取向应力的消除。
就是低射速低剪切。
5.3体积应变应力的消除。
低的内压就可以了,就是饱和度低点,也就是保压小点短点。
注塑件内应力的产生及解决对策
注塑件内应力的产生及解决对策注塑件内应力的产生是由于注塑过程中的热胀冷缩效应引起的。
具体而言,注塑过程中,塑料在高温下进入模具中,然后在冷却过程中,塑料会收缩并形成注塑件。
然而,由于注塑过程中塑料的不均匀收缩,以及与模具之间的附着力,注塑件内部会形成应力。
1.外观缺陷:注塑件可能会出现翘曲、扭曲、脱模或开缺等问题,从而影响其外观质量。
2.尺寸变化:由于应力会导致塑料变形,从而导致注塑件的尺寸变化。
3.力学性能下降:注塑件的内应力可能导致其力学性能下降,使得产品更容易断裂或失效。
以下是一些解决注塑件内应力的对策:1.优化模具设计:合理的模具设计可以减少内应力的产生。
例如,通过增加模具冷却通道和增加射胶点的数量和位置等方式,可以加快注塑件的冷却速度,减少应力的产生。
2.优化材料选择:选择合适的塑料材料也可以减少内应力的产生。
一些塑料材料具有更低的热胀冷缩系数,可以减少注塑件的收缩程度和应力水平。
3.控制注塑工艺参数:合理控制注塑工艺参数也可以减少内应力的产生。
例如,调整注射速度、保压时间和冷却时间等,可以减少塑料的不均匀收缩,并减少应力的产生。
4.使用预应力技术:预应力技术可以在注塑过程中施加一定的压力,以减小注塑件形成后的应力水平。
这可以通过在注塑模具上加装压力缸或在模具关闭之前施加辅助压力等方式实现。
5.热处理和退火:对于内应力较高的注塑件,可以通过热处理或退火等热处理方法,来减小或消除部分内应力。
总之,在注塑件生产中,必须重视注塑件内应力的产生和解决。
通过合理的模具设计、优化材料选择、控制工艺参数、使用预应力技术以及热处理和退火等方法,可以有效减少内应力的产生,并优化注塑件的性能和外观质量。
内应力
注塑中产品内应力的产生原因:
成型时大分子链被迫取向,成型后被取向的链有恢复自然状态的趋势,但是由于整个分子链已经被冻结和大分子链之间的相互左右,从而造成制品存在残留应力,而残余应力的存在,就造成产品有内应力。
当塑料熔体进入快速冷却的模腔时,制品表面的降温速率远比内层快,表层迅速地冷却而固化,由于凝固的塑料导热性差,制品内部凝固很缓慢,当浇口封闭时,不能对中心冷却收缩进行补料,那么,内层会因收缩处于拉伸状态,而表层则处于相反状态的压应力,这种应力在开模后来不及消除而留在制品里,称之为残余应力或内应力。
在注塑制品中内应力有三种:
1-骤冷应力,
2-冻结分子取向
3-体积应变
改善消除内应力的方法:
1.加大模具的散气。
2.加高料筒温度。
3.降低射胶速度及保压的压力/时间。
4.原材料要充分干燥。
5.后工序热处理(或加入一些化学助剂)消除内应力。
注塑产品内应力问题
注塑产品内应力问题?塑胶产品在注塑的过程中往往会产生内应力,如不加以消除会对后序喷涂产生不良.有几个问题请高手赐教: 1内应力是怎么产生的,它与哪些因素有关?2内应力如何检测,有什么直观且方便的方法?3内应力如何消除,有没有方便快捷操作性强的方法?4内应力对喷涂到底还有哪些影响?内应力在其它方面还有什么危害?它有没有有利的一面呢?下面是回答请高手亮招所谓应力,是指单位面积里物体所受的力,它强调的是物体内部的受力状况;一般物体在受到外力作用下,其内部就会产生抵抗外力的应力;物体在不受外力作用的情况下,内部固有的应力叫内应力,它是由于物体内部各部分发生不均匀的塑性变形而产生的。
按照内应力作用的范围,可将它分为三类:(一)第一类内应力(宏观内应力),即由于材料各部分变形不均匀而造成的宏观范围内的内应力;(二)第二类内应力(微观内应力),即物体的各晶粒或亚晶粒(自然界中,绝大多数固体物质都是晶体)之间不均匀的变形而产生的晶粒或亚晶粒间的内应力;(三)第三类内应力(晶格畸变应力),即由于晶格畸变,使晶体中一部分原子偏离其平衡位置而造成的内应力,它是变形物体(被破坏物体)中最主要的内应力。
塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而响而产生的一种内在应力。
内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中,在适宜的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化,位能转变为动能而释放。
当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,内应力平衡即遭到破坏,塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。
几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力,尤其是塑料注射制品的内应力更为明显。
内应力的存在不仅使塑料制品在贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂,也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量。
注塑制品内应力的分析及控制
注塑制品内应力的分析及控制注塑成型是一种常见的塑料制品成型方法,其特点是成型周期短、生产效率高、成型精度高等。
然而,注塑制品在生产过程中往往会产生内应力,如果不及时进行分析和控制,会对产品的质量和性能造成不利影响。
本文将从注塑制品内应力的分析和控制两个方面进行详细探讨。
一、注塑制品内应力分析1.内应力形成原因:注塑制品在注塑过程中,由于塑料材料的热胀冷缩、固化收缩以及注塑工艺参数的变化等原因,会产生一定的内应力。
内应力存在的主要原因包括材料性能、注塑工艺参数、产品几何形态等。
2.内应力对产品的影响:内应力会直接影响注塑制品的力学性能、外观质量和尺寸稳定性。
例如,内应力过大会导致产品变形、开裂,甚至影响产品的使用寿命。
因此,分析注塑制品内应力,对产品质量的控制至关重要。
二、注塑制品内应力的控制1.材料选择:合理选择适合注塑成型的塑料材料,具有良好的流动性、热稳定性和机械性能。
材料的选择与产品的使用环境及要求有关,同时要考虑到产品的成本控制。
2.工艺参数控制:合理调整注塑工艺参数,包括注塑温度、注塑压力、注射速度等。
通过优化工艺参数,可以减小注塑过程中的温度梯度和压力差,减少内应力的产生。
3.产品设计优化:在注塑制品的产品设计阶段,考虑使用适当的加强件、结构设计等手段,使得产品的应力分布更加均匀,减少应力集中的区域。
4.合理模具设计:模具结构的设计对于控制注塑制品的内应力也非常重要。
合理的模具结构可以减小内应力的产生,减轻产品变形的风险。
5.后处理措施:包括产品的冷却、固化和放松等过程,都可以对内应力进行控制。
通过合理的冷却方式和固化条件,可以使注塑制品内部的应力得到释放和均衡。
6.检测与调整:对于关键零件和高要求的注塑制品,可以采用应力检测等方法,及时发现问题,进行调整和优化。
综上所述,注塑制品内应力的分析和控制对于改善产品质量、提高生产效率至关重要。
通过合理的材料选择、工艺参数控制、产品设计优化、模具设计、后处理措施以及检测和调整等综合手段,可以降低内应力的产生,保证产品的力学性能和外观质量。
注塑应力
多研究表明:在高注塑应力残留的情况下,成型制件的电镀性能下降严重,会造成许多外观不良。
因此,注塑工艺所造成的内应力残留问题,是影响材料电镀性能的关键因素之一。
而内应力又是如何影响材料的电镀性能的呢?粗化刻蚀,内应力直接影响到的是成型制件的粗化刻蚀问题。
下面我们来分析一下内应力又是如何“操作”实现的。
常用电镀用塑胶材料为ABS和PC/ABS,大家都知道,材料组分中影响电镀性能的最主要的就是其中的橡胶相;而内应力对材料中橡胶相的粗化刻蚀影响则分两个方面;A.橡胶形态的变化:在高应力状态下,会使树脂中的橡胶相处于拉伸状态(非自然状态),刻蚀后就破坏了刻蚀孔洞的原有的设计结构,降低了电镀层与材料的铆合效应;正常橡胶形状拉伸态橡胶形状B.耐化学品性下降:在高应力状态下,树脂的耐化学性会下降,从而导致在刻蚀过程中,容易造成刻蚀过度的问题发生,进而使产品表面在内应力较大的部位,形成的凹坑过于致密,影响刻蚀均匀性,再进一步即导致塑件表面镀层铆合效应低;由以上分析可以看出,高注塑内应力影响了材料的粗化刻蚀状态,进而破坏了表面镀层与基材的铆合,最终的表现就是材料的电镀性能的下降。
因此可以说,高成型内应力,是材料电镀性能的杀手!温度对材料注塑残余应力的改善,主要分为注塑料温和模具温度两方面:注塑料温:在保证材料不会裂解的情况下,更高的注塑温度可以得到更好的电镀性能。
在较低的注塑温度下,材料的流动性差,在填充过程中的阻力也就会变大,分子链之间互相挤压、拉伸,导致制件冷却后分子链取向严重,因此注塑出的产品将会有较大的内应力;再有就是材料中橡胶相的变形问题,这些将最终导致产品表面的粗化刻蚀不均匀,进而导致电镀产品外观不良,以及电镀结合力差的状况产生。
而在较高的注塑温度下,材料流动性提高,充填顺畅,分子链之间的拉伸取向轻微,制件冷却时分子链基本处于自然卷曲状态,因而制件的注塑残留内应力也就较小,材料的电镀性能得到较大的提高。
注塑件内应力的产生及解决对策
注塑件内应力的产生及解决对策
一般射出成品定型前,存在成品内部的压力约为300kg/cm2 -500kg/cm2之间,如因调整不当造成射胶压力过高,射入模内虽经过浇道、浇口、成品之间的阻力以及成品逐渐冷却,压力逐渐之降低,而存在成品内部进胶口及远端之压力不同,成品经过一段时日于热接触,内应力渐渐释放出来而造成变形或破裂。
内应力太高时,可实施退火处理解决。
内应力的产生:
(1)过度充填。
(2)肉厚不均,gate开设在肉薄处。
(3)密度太商而造成脱膜困难。
(4)埋入件周围应变所致,易造成龟裂及冷热差距过大而使收缩不同所致,欲使埋入件周围充填饱模,需施加较大的射压,形成有过大的残留应力。
(5)直接浇口肉薄而又浅口者极易残留应力。
(6)结晶性塑胶、冷却太快内应力不易释放出来。
解决及对策:
(1)提高料温、模温,在各原料标准条件内设定。
(2)缩短保压时间。
(3)非结晶性塑胶,保压压力不需太高,乃因较不会缩水。
(4)肉厚设计要均匀gate开设在肉厚处。
(5)顶出要均匀。
(6)埋植件要预热(用夹子或手套塞入)。
(7)避免用新次料混合,如PC易加水分解,如需混合要彻底烘干。
(8)加大竖浇口、横浇道、浇口等,以减少流动阻力,成形品远处易于传达。
(9)已发生之产生可实施退火处理,依二及二-1之条件实施。
(10)加大射嘴射径,长射嘴需加热片控制。
(11)工程塑胶及加玻纤者需用模温60℃以上成型。
注塑零件的内应力分析及控制-精
注塑制品内注塑制品内应力应力应力的分析及控制的分析及控制在注塑加工过程中,注塑制品存在着一个内在的质量问题-内应力。
内应力的来源与所使用的塑料原料种类、注塑机的类型与塑化系统的结构、模具的结构及精度、塑料制品的结构、注塑成型的工艺参数的设定及控制、生产环境及操作者的状态等有关。
其中任何一项出现问题,都将影响到制品的质量。
而且,由于制品的表面质量是内在质量的反映,所以,凡是能引起制品内在质量的因素,都能同时引起制品的表面质量及其他质量问题,如引起制品的开裂、银纹、翘曲、变形、力学强度降低,甚至失去使用价值等问题。
由于注塑过程中,除了引起制品翘曲变形的内应力可以直观感觉到外,其它质量问题不但用肉眼看不到,而且在短时间内也没有表露出来。
所以注塑加工现场的工程人员对于这个问题一般不很重视,但是却可能存在着很大的质量隐患。
所以,本文针对内应力这个内在的质量问题展开分析,并提出控制的一些方法,希望对现场控制产品质量的工程人员有所帮助和启示。
一、内应力应力的种类及产生原因的种类及产生原因注塑制品的内应力主要有以下四种:1、温度应力:是制品冷却时温度不均产生的应力。
当熔体进入温度较低的模具时,靠近模腔壁的熔体迅速地冷却而固化。
由于凝固的聚合物层导热性很差,因而在制品厚度方向上产生较大的温度梯度。
先凝固的外层熔体要阻止后凝固的内层熔体的收缩,结果在外层产生压应力(收缩应力),内层产生拉应力(取向应力)。
另方面,因制品壁厚不均匀,冷却速度不一致,从而产生冷却温度不均现象。
2、取向应力:是制品内部大分子取向产生的应力。
对于线形树脂和纤维增强的塑料,在加工中最容易产生取向应力。
其结果,沿着流动方向的分子取向程度最大,在速冷条件下,如果被拉直的分子链来不及松弛,则在该方向上产生了取向应力。
3、收缩应力:注塑过程中,塑料分子本身的平衡状态受到破坏,并产生不平衡体积时的应力。
如结晶塑料的晶区与非晶区界面因收缩不均产生的内应力。
塑胶应力分析
注塑产品内应力问题?塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而响而产生的一种内在应力。
内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中,在适宜的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化,位能转变为动能而释放。
当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,内应力平衡即遭到破坏,塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。
几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力,尤其是塑料注射制品的内应力更为明显。
内应力的存在不仅使塑料制品在贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂,也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量。
为此,必须找出内应力产生的原因及消除内应力的办法,最大程度地降低塑料制品内部的应力,并使残余内应力在塑料制品上尽可能均匀地分布,避免产生应力集中现象,从而改善塑料制品的力学1热学等性能。
塑料内应力产生的原因产生内应力的原因有很多,如塑料熔体在加工过程中受到较强的剪切作用,加工中存在的取向与结晶作用,熔体各部位冷却速度极难做到均匀一致,熔体塑化不均匀,制品脱模困难等,都会引发内应力的产生。
依引起内应力的原因不同,可将内应力分成如下几类。
(1)取向内应力取向内应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中,大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种内应力。
取向应力产生的具体过程为:*近流道壁的熔体因冷却速度快而造成外层熔体粘度增高,从一而使熔体在型腔中心层流速远高于表层流速,导致熔体内部层与层之间受到剪切应力作用,产生沿流动方向的取向。
取向的大分子链冻结在塑料制品内也就意味着其中存在未松弛的可逆高弹形变,所以说取向应力就是大分子链从取向构象力图过渡到无取向构象的内力。
用热处理的方法,可降低或消除塑料制品内的取向应力。
注塑模具出现的问题及原因分析!
注塑制品开裂的原因分析开裂,包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成或创伤危机,按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。
主要有以下几个方面的原因造成:1.加工方面:(1)加工压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长,都会造成内应力过大而开裂。
(2)调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。
(3)适当调高模具温度,使制件易于脱模,适当调低料温防止分解。
(4)预防由于熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。
(5)适当使用脱模剂,注意经常消除模面附着的气雾等物质。
(6)制件残余应力,可通过在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。
2.模具方面:(1)顶出要平衡,如顶杆数量、截面积要足够,脱模斜度要足够,型腔面要有足够光滑,这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。
(2)制件结构不能太薄,过渡部份应尽量采用圆弧过渡,避免尖角、倒角造成应力集中。
(3)尽量少用金属嵌件,以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。
(4)对深底制件应设置适当的脱模进气孔道,防止形成真空负压。
(5)主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模,这样易于脱模。
(6)主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。
3.材料方面:(1)再生料含量太高,造成制件强度过低。
(2)湿度过大,造成一些塑料与水汽发生化学反应,降低强度而出现顶出开裂。
(3)材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳,受到污染都会造成开裂。
4.机台方面:注塑机塑化容量要适当,过小塑化不充分未能完全混合而变脆,过大时会降解。
注塑制品气泡的原因分析气泡(真空泡)的气体十分稀薄属于真空泡。
一般说来,如果在开模瞬间已发现存在气泡是属于气体干扰问题。
真空泡的形成是由于充注进塑料不足或压力较低。
在模具的急剧冷却作用下,与型腔接角的燃料牵拉,造成体积损失的结果。
解决办法:(1)提高注射能量:压力、速度、时间和料量,并提高背压,使充模丰满。
塑料内应力产生机理
塑料内应力产生机理
塑料内应力是指塑料制品中存在的内部应力状态。
这种应力可能是在塑料的加工、成型、冷却或储存过程中产生的。
塑料内应力的产生机理主要包括以下几个方面:
1. 热应力:在塑料的加工过程中,塑料会受到加热和冷却的交替作用。
当塑料受热膨胀后,随着冷却过程中的收缩,会产生热应力。
这种应力对于大型、厚壁塑料制品尤为突出,因为冷却速度并不均匀。
2. 流动应力:塑料在塑料加工过程中常常需要经历挤压、注塑、吹塑等操作。
在这些操作中,塑料会经历剪切、压缩和拉伸等应力,导致塑料内部应力的产生。
当塑料在较短的时间内经历较大的变形时,流动应力会更加明显。
3. 化学反应:一些塑料在加工过程中由于热、光或化学物质的作用可能发生化学反应,导致塑料内部应力的产生。
这种化学反应可能导致聚合物链的交联或断裂,进而改变了塑料的分子结构和形态。
4. 凝固收缩:一些塑料在成型过程中会经历液态向固态的转变,这种转变会引起凝固收缩。
因为不同部位的冷却速度不同,所以凝固收缩在塑料内部产生了应力。
5. 储存时间:长时间储存的塑料制品也有可能出现内部应力。
这是因为塑料在储存期间可能受到温度、湿度变化等环境因素的影响,导致塑料分子链重新排列并产生内部应力。
这些机理可能单独或同时发生,在不同的加工过程和材料特性下,塑料内应力的产生机理也会有所不同。
塑料内应力的存在可能会导致
塑料制品的变形、不稳定性、开裂等问题。
因此,在塑料制品的设计和加工过程中,需要考虑和控制内部应力的产生,以保证塑料制品的质量和性能。
塑料内应力形成的原理消除方案及检测方法
塑料内应力形成的原理消除方案及检测方法塑料内应力是指在注塑成型过程中,由于温度梯度、冷却速度不均匀、收缩率不同等原因,使得注塑件内部产生了一定的应力。
这些应力可以始于注塑过程中的温度分布不均匀,也可以源于塑料材料的分子结构改变所引起。
当注塑件从模具中取出后,由于温度、应力、收缩等因素的影响,会导致塑料件发生变形、开裂、翘曲等问题。
消除方案:1.优化注塑工艺:通过合理调整注塑工艺参数,如料温、模温、注射速度、注射压力等,可以减少温度梯度和收缩率的差异,从而减小内应力的产生。
2.优化模具设计:采用合理的模具结构,如加入冷却系统、合理设置型腔、减小模具间隙等,可以提高注塑件的冷却速度和均匀性,从而减小内应力的产生。
3.选择合适的塑料材料:不同的塑料材料具有不同的分子结构和性质,选择合适的材料可以减少内应力的产生。
例如,使用低收缩率的塑料材料,可以减小收缩率差异,从而减少内应力。
4.后处理措施:采用后处理方法,如热处理、加工放松等,可以帮助减小塑料件内部的应力,改善其性能。
检测方法:1.光学显微镜观察法:使用光学显微镜观察注塑件表面的裂痕、气泡、疵点等缺陷,间接检测出内应力的存在。
2.射线衍射法:通过使用射线衍射技术,对注塑件进行射线照射后,观察衍射图案的变化,可以判断出注塑件中的应力分布情况。
3.室温拉伸试验法:对注塑件进行拉伸试验,在试验过程中观察和记录试样的变形情况,通过分析变形程度和变形形状,可以间接推断出注塑件中的内应力程度。
4.热膨胀法:测量注塑件在不同温度下的尺寸变化,通过分析尺寸变化规律,可以推断出注塑件中的内应力分布情况。
总结:塑料内应力是注塑件常见的质量问题之一,可以通过优化注塑工艺、模具设计、选择合适的材料和后处理措施来减小或消除内应力的产生。
同时,通过光学显微镜观察、射线衍射、室温拉伸试验和热膨胀等检测方法,可以对注塑件的内应力进行检测和分析。
塑胶产品应力痕原因
注塑加工生产时为什么会产生应力痕
注塑加工
在注塑加工生产的成品上,常见的ABS、PP、PC,我们会看到成型的产品表面会有发白、发亮的应力痕出现,也就是常称“光印、骨影”,这些就是内应力造成的结果,顶针应力痕、镶件应力痕、肉厚差应力痕,这些缺陷在放置一段时间后会有所消减。
但我们需要从源头看下究竟是什么样的原因造成了应力痕的出现。
1.成型产品的结构
(1)产品肉厚胶位的突然变化,而且壁厚相差过大,都会导致内应力的产生。
2、塑料注塑模具
(1)塑料注塑模具浇口附近会出现不规则应力痕,而顶针、斜顶应力痕形成的因素会更为多一点;
(2)镶件配合不紧,在高压的环境下填充时间过长,会导致镶件的松动,会产生应力;
(3)模具变形或模具装配问题,如注塑过程中顶针板变形,顶针、顶块稍微后退等,都有可能造成应力痕
(4)模具部分过热,冷却不均匀,冷却水道离应力痕产生部位太远。
3.成型工艺和使用材料
(1)随着保压压力和保压时间的增加,最先开始的是肉厚差应力痕、顶针斜顶应力痕、然后是肉厚差应力痕,最后是浇口附近不规则的应力痕;
(2)外观平面或弧面形成明显的应力痕,胶厚突变,致使塑胶件薄壁在冷却的过程中由于有从外到的冷却过程,使得冷却速率不一致,冷却的塑胶对先冷却的产生各种各样的作用应力;
(3)保压压力太高、模温太低、料温太低。
摘要 分析影响注塑制件内应力的主要因素
摘要分析影响注塑制件内应力的主要因素,针对造型设计、注塑机选用、机械加工、注射成型工艺条件给出了相应的解决办法,并指出热处理是降低或消除注塑制件残余内应力,使其内部结构加速达到稳定状态的一个有效措施。
关键词注塑制件内应力因素成型工艺热处理塑料由于具有质量轻、比强度高、耐磨损、消间减振、电性能好及便于成型加工等优点,在许多领域得到了广泛应用。
但注塑制件有一个普遍存在的缺点,即内应力。
内应力的存在不权会引起制件翘曲变形甚至开裂,也会影响注塑件的光学性能、电学性能、物理力学性能和表现质量,因此找出各种成型因素对注塑制件内应力影响的规律性,以便采取有效措施减小制件的内应力,并使其在注塑制件断面尽可能均匀地分布,这对提高注塑制件的质量具有重要意义。
特别是注塑制件在使用条件下要承受热、有机溶剂和其它能加速其开裂的腐蚀介质时,减小注塑制件的内应力对保证其正常具有更加重要的意义。
1影响注塑制件内应力的因素分析注塑制件的造型设计不合理、模具设计不合理、成型工艺条件不正确、注塑机选用不当等都会使注塑制件内存在比较大的内应力。
影响注塑制件内应力的因素很多,也很复杂,主要影响因素如图1所示。
1.1造型设计(1)圆角注塑制件除了使用上要求采用尖角外,各表面相交处应尽可能采用圆弧过渡。
由于注塑制件形状和截面变化易使注射过程中溶料在尖角处的流态发生急剧变化而产生大的应力,并残留在尖角处,在有载荷或受冲击时会发生破裂,甚至在脱模过程中由于模塑内应力而开裂,特别是注塑制件的内角处更易开裂。
通常,采用R0.5mm的圆角就能使注塑制件的强度大为增加。
理想的内圆角半径应有壁厚的1/4以上,外圆角半径可取壁厚的1.5倍。
采用圆弧过渡既可以减小应力集中,还可大大改善塑料的充模特性,避免在转角处因受冲击而形成波纹或弃不满模腔。
注塑制件设计成圆角,使得模具型腔对应部位也呈圆角,这样增加了模具的坚固性,注塑制件的外圆角对应着型腔的内圆角,它使模具在淬炎或使用时不致因应力集中而开裂,提高了模具的使用寿命。
注塑产品内应力问题
注塑产品内应力问题?塑胶产品在注塑得过程中往往会产生内应力,如不加以消除会对后序喷涂产生不良、有几个问题请高手赐1内应力就是怎么产生得,它与哪些因素有关?ﻫ2内应力如何检测,有什么直观且方便得方法?教:ﻫ3内应力如何消除,有没有方便快捷操作性强得方法?4内应力对喷涂到底还有哪些影响?内应力在其它方面还有什么危害?它有没有有利得一面呢?ﻫ下面就是回答请高手亮招所谓应力,就是指单位面积里物体所受得力,它强调得就是物体内部得受力状况;一般物体在受到外力作用下,其内部就会产生抵抗外力得应力;物体在不受外力作用得情况下,内部固有得应力叫内应力,它就是由于物体内部各部分发生不均匀得塑性变形而产生得。
按照内应力作用得范围,可将它分为三类:(一)第一类内应力(宏观内应力),即由于材料各部分变形不均匀而造成得宏观范围内得内应力;(二)第二类内应力(微观内应力),即物体得各晶粒或亚晶粒(自然界中,绝大多数固体物质都就是晶体)之间不均匀得变形而产生得晶粒或亚晶粒间得内应力;(三)第三类内应力(晶格畸变应力),即由于晶格畸变,使晶体中一部分原子偏离其平衡位置而造成得内应力,它就是变形物体(被破坏物体)中最主要得内应力。
塑料内应力就是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链得取向与冷却收缩等因素而响而产生得一种内在应力。
内应力得实质为大分子链在熔融加工过程中形成得不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应得平衡构象,这种不平衡构象得实质为一种可逆得高弹形变,而冻结得高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中,在适宜得条件下,这种被迫得不稳定得构象将向自由得稳定得构象转化,位能转变为动能而释放.当大分子链间得作用力与相互缠结力承受不住这种动能时,内应力平衡即遭到破坏,塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象.ﻫ几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力,尤其就是塑料注射制品得内应力更为明显。
内应力得存在不仅使塑料制品在贮存与使用过程中出现翘曲变形与开裂,也影响塑料制品得力学性能、光学性能、电学性能及外观质量。
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注塑产品应力问题?塑胶产品在注塑的过程中往往会产生应力,如不加以消除会对后序喷涂产生不良.有几个问题请高手赐教:1应力是怎么产生的,它与哪些因素有关?2应力如何检测,有什么直观且方便的方法?3应力如何消除,有没有方便快捷操作性强的方法?4应力对喷涂到底还有哪些影响?应力在其它方面还有什么危害?它有没有有利的一面呢?下面是回答请高手亮招所谓应力,是指单位面积里物体所受的力,它强调的是物体部的受力状况;一般物体在受到外力作用下,其部就会产生抵抗外力的应力;物体在不受外力作用的情况下,部固有的应力叫应力,它是由于物体部各部分发生不均匀的塑性变形而产生的。
按照应力作用的围,可将它分为三类:(一)第一类应力(宏观应力),即由于材料各部分变形不均匀而造成的宏观围的应力;(二)第二类应力(微观应力),即物体的各晶粒或亚晶粒(自然界中,绝大多数固体物质都是晶体)之间不均匀的变形而产生的晶粒或亚晶粒间的应力;(三)第三类应力(晶格畸变应力),即由于晶格畸变,使晶体中一部分原子偏离其平衡位置而造成的应力,它是变形物体(被破坏物体)中最主要的应力。
塑料应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而响而产生的一种在应力。
应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中,在适宜的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化,位能转变为动能而释放。
当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,应力平衡即遭到破坏,塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。
几乎所有塑料制品都会不同程度地存在应力,尤其是塑料注射制品的应力更为明显。
应力的存在不仅使塑料制品在贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂,也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量。
为此,必须找出应力产生的原因及消除应力的办法,最大程度地降低塑料制品部的应力,并使残余应力在塑料制品上尽可能均匀地分布,避免产生应力集中现象,从而改善塑料制品的力学1热学等性能。
塑料应力产生的原因产生应力的原因有很多,如塑料熔体在加工过程中受到较强的剪切作用,加工中存在的取向与结晶作用,熔体各部位冷却速度极难做到均匀一致,熔体塑化不均匀,制品脱模困难等,都会引发应力的产生。
依引起应力的原因不同,可将应力分成如下几类。
(1)取向应力取向应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中,大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种应力。
取向应力产生的具体过程为:*近流道壁的熔体因冷却速度快而造成外层熔体粘度增高,从一而使熔体在型腔中心层流速远高于表层流速,导致熔体部层与层之间受到剪切应力作用,产生沿流动方向的取向。
取向的大分子链冻结在塑料制品也就意味着其中存在未松弛的可逆高弹形变,所以说取向应力就是大分子链从取向构象力图过渡到无取向构象的力。
用热处理的方法,可降低或消除塑料制品的取向应力。
塑料制品的取向应力分布为从制品的表层到层越来越小,并呈抛物线变化。
(2)冷却应力冷却应力是塑料制品在熔融加工过程中因冷却定型时收缩不均匀而产生的一种应力。
尤其是对厚壁塑料制品,塑料制品的外层首先冷却凝固收缩,其层可能还是热熔体,这徉芯层就会限制表层的收缩,导致芯层处于压应力状态,而表层处于拉应力状态。
塑料制品冷却应力的分布为从制品的表层到层越来越大,并也呈抛物线变化.。
另外,带金属嵌件的塑料制品,由于金属与塑料的热胀系数相差较大,容易形成收缩不一均匀的应力。
除上述两种主要应力外,还有以下几种应力:对于结晶塑料制品而言,其制品部各部位的结晶结构和结晶度不同也会产生应力。
另外还有构型应.力及脱模应力等,只是其应力听占比重都很小。
影响塑料应力产生的因素(1)分子链的刚性分子链刚性越大,熔体粘度越高,聚合物分子链活动性差,因而对于发生的可逆高弹形变恢复性差,易产生残余应力口例如,一些分子链中含有苯环的聚合物,如PC、PPO、PPS等,其相应制品的应力偏大。
(2)分子链的极性一分子链的极性越大,分子间相互吸引的作用力越大,从而使分子间相互移动困难增大,恢复可逆弹性形变的程度减小,导致残余应力大。
例如,一些分子链中含有羰基、酯基、睛基等极性基团的塑料品种,其相应制品的应力较大。
(3)取代基团的位阻效应大分子侧基取代基团的体积越大,则妨碍大分子链自由运动导致残余应力加大。
例如,聚苯乙烯取代基团的苯基体积较大,因而聚苯乙烯制品的应力较大。
几种常见聚合物的应力大小顺序如下:PPO>PSF>PC>ABS>PA6>PP>HDPE塑料应力的降低与分散(1)原料配方设计1)选取分子量大、分子量分布窄的树脂聚合物分子量越大,大分子链间作用力和缠结程度增加,其制品抗应力开裂能力较强;聚合物分子量分布越宽,其中低分子量成分越大,容易首先形成微观撕裂,造成应力集中,便制品开裂。
2)选取杂质含量低的树脂聚合物的杂质即是应力的集中体,又会降低塑料的原有强度,应将杂质含量减少到最低程度。
3)共混改性易出现应力开裂的树脂与适宜的其它树脂共混,可降低应力的存在程度。
例如,在PC中混入适量PS,PS呈近似珠粒状分散于PC连续相中,可使应力沿球面分散缓解并阻止裂纹扩展,从而达到降低应力的目的。
再如,在PC中混入适量PE , PE球粒外沿可形成封闭的空化区,也可适当降低应力。
4)增强改性用增强纤维进行增强改性,可以降低制品的应力,这是因为纤维缠结了很多大分子链,从而提高应力开裂能力。
例如,30%GFPC的耐应力开裂能力比纯PC提高6倍之多。
5)成核改性在结晶性塑料中加入适宜的成核剂,可以在其制品中形成许多小的球晶,使应力降低并得到分散。
(2)成型加工条件的控制在塑料制品的成型过程中,凡是能减小制品中聚合物分子取向的成型因素都能够降低取向应力;凡是能使制品中聚合物均匀冷却的工艺条件都能降低冷却应力;凡有助于塑料制品脱模的加工方法都有利于降低脱模应力。
对应力影响较大的加工条件主要有如下几种。
①料筒温度较高的料筒温度有利于取向应力的降低,这是因为在较高的料筒温度,熔体塑化均匀,粘度下降,流动性增加,在熔体充满型腔过程中,分子取向作用小,因而取向应力较小。
而在较低料筒温度下,熔体粘度较高,充模过程中分子取向较多,冷却定型后残余应力则较大。
但是,料筒温度太高也不好,太高容易造成冷却不充分,脱模时易造成变形,虽然取向应力减小,但冷却应力和脱模应力反而增大。
②模具温度模具温度的高低对取向应力和冷却应力的影响都很大。
一方面,模具温度过低,会造成冷却加快,易使冷却不均匀而引起收缩上的较大差异,从而增大冷却应力;另一方面,模具温度过低,熔体进入模其后,温度下降加快,熔体粘度增加迅速,造成在高粘度下充模,形成取向应力的程度明显加大。
模温对塑料结晶影响很大,模温越高,越有利于晶粒堆砌紧密,晶体部的缺陷减小或消除,从而减少应力。
另外,对于不同厚度塑料制品,其模温要求不同。
对于厚壁制品其模温要适当高一些。
以PC为例,其应力大小与模具温度的关系如表5-5所示。
③注射压力注射压力高,熔体充模过程中所受剪切作用力大,产生取向应力的机会也较大。
因此,为了降低取向应力和消除脱模应力,应适当降低注射压力。
.以PC为例,其应力大小与注射压力的关系如表5-6所示。
.④保压压力保压压力对塑料制品应力的影响大于注射压力的影响。
在保压阶段,随着熔体温度的降低,熔体粘度迅速增加,此时若施以高压,必然导致分子链的强迫取向,从而形成更大的取向应力。
⑤注射速度注射速度越快,越容易造成分子链的取向程度增加,从而引起更大的取向应力。
但注射速度过低,塑料熔体进入模腔后,可能先后分层而形成熔化痕,产生应力集中线,易产生应力开裂。
所以注射速度以适中为宜。
最好采用变速注射,在速度逐渐减小下结束充模。
⑥保压时间保压时间越长,会增大塑料熔体的剪切作用,从而产生更大的弹性形变,冻结更多的取向应力。
所以,取向应力随保压时间延长和补料量增加而显著增大。
⑦开模残余压力应适当调整注射压力和保压时间,使开模时模的残余压力接近于大气压力,从而避免产生更大的脱模应力。
(3)塑料制品的热处理塑料制品的热处理是指将成型制品在一定温度下停留一段时间而消除应力的方法。
热处理是消除塑料制品取向应力的最好方法。
对于高聚物分子链的刚性较大、玻璃化温度较高的注塑件;对壁厚较大和带金属嵌件的制件;对使用温度围较宽和尺寸精度要求较高的制件;时应力较大而又不易自消的制件以及经过机械加工的制件都必须进行热处理。
对制件进行热处理,可以使高聚物分子由不平衡构象向平衡构象转变,使强迫冻结的处于不稳定的高弹形变获得能量而进行热松弛,从而降低或基本消除应力。
常采用的热处理温度高于制件使用温度10~20℃或低于热变形温度5~10℃。
热处理时间取决于塑料种类、制件厚度、热处理温度和注塑条件。
一般厚度的制件,热处理1~2小时即可,随着制件厚度增大,热处理时间应适当延长。
提高热处理温度和延长热处理时间具有相似的效果,但温度的效果更明显些。
热处理方法是将制件放入水、甘油、矿物油、乙二醇和液体石蜡等液体介质中,或放入空气循环烘箱中加热到指定温度,并在该温度下停留一定时间,然后缓慢冷却到室温。
实验表明,脱模后的制件立即进行热处理,对降低应力、改善制件性能的效果更明显。
此外,提高模具温度,延长制件在模冷却时间,脱模后进行保温处理都有类似热处理的作用。
尽管热处理是降低制件应力的有效办法之一,但热处理通常只能将应力降低到制件使用条件允许的围,很难完全消除应力。
对PC制件进行较长时间的热处理时,PC分子链有可能进行有序的重排,甚至结晶,从而降低冲击韧性,使缺口冲击强度降低。
因而,不应把热处理作为降低制件应力的唯一措施。
(4)塑料制品的设计①塑料制品的形状和尺寸在具体设计塑料制品时,为了有效地分散应力,应遵循这样的原则:制品外形应尽可能保持连续性,避免锐角、直角、缺口及突然扩大或缩小。
对于塑料制品的边缘处应设计成圆角,其中圆角半径应大于相邻两壁中薄者厚度的70%以上;外圆角半径则根据制品形状而确定。
对于壁厚相差较大的部位,因冷却速度不同,易产生冷却应力及取向应力。
因此,应设计成壁厚尽可能均匀的制件,如必须壁厚不均匀,则要进行壁厚差异的渐变过渡。
②合理设计金属嵌件塑料与金属的热膨胀系数相差5~10倍,因而带金属嵌件的塑料制品在冷却时,两者形成的收缩程度不同,因塑料的收缩比较大而紧紧抱住金属嵌件,在嵌件周围的塑料层受压应力,而外层受拉应力作用,产生应力集中现象。
在具体设汁嵌件时,应注意如下几点,以帮助减小或消除应力。