1. Schrumpfrate
Die Form und Berechnung der Schrumpfung thermoplastischer Formteile erfolgt wie oben erwähnt. Folgende Faktoren beeinflussen die Formschrumpfung von Thermoplasten:
1. Kunststofftypen Während des Formprozesses thermoplastischer Kunststoffe ist die Schrumpfungsrate aufgrund von Faktoren wie Volumenänderungen durch Kristallisation, starker innerer Spannung, großer in den Kunststoffteilen eingefrorener Restspannung, starker molekularer Ausrichtung usw. geringer aus duroplastischen Kunststoffen. Größerer, breiterer Schrumpfbereich, offensichtliche Richtungsabhängigkeit und nach dem Formen.
2. Eigenschaften von Kunststoffteilen Beim Formen berührt das geschmolzene Material die Oberfläche des Hohlraums und die äußere Schicht wird sofort abgekühlt, um eine feste Hülle niedriger Dichte zu bilden. Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Kunststoff kühlt die Innenschicht des Kunststoffteils langsam ab und bildet eine feste Schicht mit hoher Dichte, die stark schrumpft. Daher schrumpfen solche mit dicken Wänden, langsamer Abkühlung und dicken Schichten mit hoher Dichte stärker. Darüber hinaus wirken sich das Vorhandensein oder Fehlen von Einlagen sowie die Anordnung und Menge der Einlagen direkt auf die Materialflussrichtung, die Dichteverteilung und den Schrumpfwiderstand aus. Daher haben die Eigenschaften von Kunststoffteilen einen größeren Einfluss auf die Schrumpfgröße und -richtung.
3. Faktoren wie Form, Größe und Verteilung des Zufuhreinlasses wirken sich direkt auf die Materialflussrichtung, die Dichteverteilung, den Druckhalte- und Zufuhreffekt sowie die Formzeit aus. Direkte Einspeiseeinlässe und Einspeiseeinlässe mit großen Querschnitten (insbesondere solche mit dickeren Abschnitten) weisen eine geringere Schrumpfung, aber eine größere Richtwirkung auf, während Einspeiseeinlässe mit breiteren und kürzeren Längen eine geringere Richtwirkung aufweisen. Diejenigen, die sich in der Nähe des Zufuhreinlasses oder parallel zur Materialflussrichtung befinden, schrumpfen stärker.
4. Formbedingungen: Die Formtemperatur ist hoch, das geschmolzene Material kühlt langsam ab, hat eine hohe Dichte und schrumpft stark. Insbesondere bei kristallinen Materialien ist die Schrumpfung aufgrund der hohen Kristallinität und der großen Volumenänderung größer. Die Formtemperaturverteilung hängt auch mit der inneren und äußeren Kühlung und der Dichtegleichmäßigkeit des Kunststoffteils zusammen, was sich direkt auf die Schrumpfung und Ausrichtung jedes Teils auswirkt. Darüber hinaus haben auch Nachdruck und Zeit einen größeren Einfluss auf die Schrumpfung. Wenn der Druck hoch und die Zeit lang ist, ist die Schrumpfung gering, aber gerichtet.
Der Spritzgussdruck ist hoch, der Viskositätsunterschied des geschmolzenen Materials ist gering, die Scherspannung zwischen den Schichten ist gering und die elastische Rückfederung nach dem Entformen ist groß, sodass die Schrumpfung entsprechend reduziert werden kann. Die Materialtemperatur ist hoch, die Schrumpfung ist groß, aber die Richtungsabhängigkeit ist gering. Daher kann die Anpassung verschiedener Faktoren wie Formtemperatur, Druck, Einspritzgeschwindigkeit und Abkühlzeit während des Formens auch die Schrumpfung des Kunststoffteils entsprechend verändern.
Bei der Gestaltung der Form wird basierend auf dem Schrumpfbereich verschiedener Kunststoffe, der Wandstärke und Form des Kunststoffteils, der Größe und Verteilung des Zufuhreinlasses die Schrumpfrate jedes Teils des Kunststoffteils erfahrungsgemäß bestimmt und dann wird die Hohlraumgröße berechnet. Für hochpräzise Kunststoffteile und wenn die Schrumpfrate schwer zu kontrollieren ist, eignen sich im Allgemeinen folgende Methoden:
Designform:
①Stellen Sie eine kleinere Schrumpfrate für den Außendurchmesser des Kunststoffteils und eine größere Schrumpfrate für den Innendurchmesser ein, um nach der Formprüfung Spielraum für Korrekturen zu lassen.
② Testen Sie die Form, um Form, Größe und Formbedingungen des Gießsystems zu bestimmen.
③ Die Dimensionsänderungen der nachzubearbeitenden Kunststoffteile müssen nach der Nachbearbeitung ermittelt werden (Messung muss 24 Stunden nach der Entformung erfolgen).
④Korrigieren Sie die Form entsprechend der tatsächlichen Schrumpfungssituation.
⑤Probieren Sie die Form noch einmal aus und ändern Sie die Prozessbedingungen entsprechend, um den Schrumpfwert leicht zu korrigieren, um den Anforderungen des Kunststoffteils gerecht zu werden. Bild
2. Liquidität
Die Liquidität wird in drei Kategorien unterteilt:
①Gute Fließfähigkeit: PA, PE, PS, PP, CA, Poly(4)methylpenten;
②Mittelflüssiges Polystyrolharz (wie ABS, AS), PMMA, POM, Polyphenylenether;
③Schlecht fließendes PC, Hart-PVC, Polyphenylenether, Polysulfon, Polyarylsulfon, Fluorkunststoffe.
1. Die Fließfähigkeit thermoplastischer Kunststoffe kann im Allgemeinen anhand einer Reihe von Indizes wie Molekulargewicht, Schmelzindex, archimedischer Spiralflusslänge, scheinbarer Viskosität und Fließverhältnis (Fließlänge/Wanddicke des Kunststoffteils) analysiert werden.
Kleines Molekulargewicht, breite Molekulargewichtsverteilung, schlechte Regelmäßigkeit der Molekülstruktur, hoher Schmelzindex, lange Spiralströmungslänge, geringe scheinbare Viskosität und großes Strömungsverhältnis führen zu einer guten Fließfähigkeit. Bei Kunststoffen mit gleichem Produktnamen müssen Sie anhand der Anleitung prüfen, ob die Fließfähigkeit geeignet ist. Zum Spritzgießen.
2. Die Fließfähigkeit verschiedener Kunststoffe ändert sich auch aufgrund verschiedener Formungsfaktoren. Die wesentlichen Einflussfaktoren sind folgende:
① Temperatur Je höher die Materialtemperatur, desto größer die Fließfähigkeit, aber auch verschiedene Kunststoffe weisen Unterschiede auf: PS (besonders schlagfest und hoher MFR-Wert), PP, PA, PMMA, modifiziertes Polystyrol (wie ABS, AS) Die Fließfähigkeit von Kunststoffe wie PC und CA verändern sich stark mit der Temperatur. Bei PE und POM hat der Temperaturanstieg oder -abfall kaum Einfluss auf deren Fließfähigkeit. Daher sollte ersterer die Temperatur anpassen, um die Fließfähigkeit während des Formens zu kontrollieren.
② Mit zunehmendem Druck beim Druckspritzgießen unterliegt das geschmolzene Material einer stärkeren Scherung und auch die Fließfähigkeit nimmt zu. Insbesondere PE und POM sind empfindlicher, daher sollte der Spritzgussdruck während des Formens angepasst werden, um die Fließfähigkeit zu kontrollieren.
③Form, Größe, Anordnung des Gießsystems der Formstruktur, Design des Kühlsystems, Strömungswiderstand des geschmolzenen Materials (z. B. Oberflächenbeschaffenheit, Dicke des Zufuhrkanalabschnitts, Form des Hohlraums, Abgassystem) und andere Faktoren wirken sich direkt auf den Fluss des geschmolzenen Materials in der Form aus Hohlraum Die tatsächliche Fließfähigkeit innerhalb der Schmelze nimmt ab, wenn die Temperatur des geschmolzenen Materials gesenkt und der Fließwiderstand erhöht wird.
Bei der Gestaltung der Form sollte eine sinnvolle Struktur ausgewählt werden, die auf der Fließfähigkeit des verwendeten Kunststoffs basiert. Während des Formens können auch Faktoren wie Materialtemperatur, Formtemperatur, Einspritzdruck und Einspritzgeschwindigkeit gesteuert werden, um die Füllsituation entsprechend den Formanforderungen anzupassen.
3. Kristallinität
Thermoplastische Kunststoffe lassen sich in zwei Kategorien einteilen: kristalline Kunststoffe und amorphe (auch amorphe) Kunststoffe, da sie beim Kondensieren nicht kristallisieren.
Das sogenannte Kristallisationsphänomen besteht darin, dass sich die Moleküle unabhängig voneinander bewegen und völlig ungeordnet sind, wenn der Kunststoff vom geschmolzenen in den kondensierten Zustand übergeht. Die Moleküle hören auf, sich frei zu bewegen, und setzen sich in einer leicht festen Position ab Die Moleküle sollen in einem regelmäßigen Modell angeordnet werden. Phänomen.
Der optische Maßstab zur Unterscheidung dieser beiden Kunststoffarten hängt von der Transparenz dickwandiger Kunststoffteile ab. Im Allgemeinen sind kristalline Materialien undurchsichtig oder durchscheinend (wie POM usw.) und amorphe Materialien sind transparent (wie PMMA usw.).
Es gibt jedoch Ausnahmen. Beispielsweise ist Poly(4)methylpenten ein kristalliner Kunststoff, weist aber eine hohe Transparenz auf, und ABS ist ein amorphes Material, aber nicht transparent.
Bei der Gestaltung von Formen und der Auswahl von Spritzgießmaschinen sollten die folgenden Anforderungen und Vorsichtsmaßnahmen für kristalline Kunststoffe beachtet werden:
① Um die Materialtemperatur auf die Formtemperatur zu erhöhen, ist viel Wärme erforderlich. Daher müssen Geräte mit großer Plastifizierungskapazität verwendet werden.
② Beim Abkühlen und der Rückgewinnung wird eine große Wärmemenge freigesetzt, daher muss vollständig gekühlt werden.
③Der Unterschied im spezifischen Gewicht zwischen dem geschmolzenen und dem festen Zustand ist groß, was zu einer starken Schrumpfung des Formteils führt und anfällig für Schrumpfung und Poren ist.
④Schnelle Abkühlung, geringe Kristallinität, geringe Schrumpfung und hohe Transparenz. Der Kristallinitätsgrad hängt von der Wandstärke des Kunststoffteils ab. Die Wandstärke bedeutet langsameres Abkühlen, höhere Kristallinität, größere Schrumpfung und bessere physikalische Eigenschaften. Daher muss die Formtemperatur kristalliner Materialien nach Bedarf gesteuert werden.
⑤ Erhebliche Anisotropie und große innere Spannung. Nicht kristallisierte Moleküle neigen nach dem Entformen dazu, weiter zu kristallisieren, befinden sich in einem Zustand des Energieungleichgewichts und neigen zu Verformungen und Verwerfungen.
⑥Der Kristallisationstemperaturbereich ist eng und es kann leicht dazu kommen, dass ungeschmolzenes Material in die Form eingespritzt wird oder die Zufuhröffnung blockiert wird.
4. Hitzeempfindliche Kunststoffe und leicht hydrolysierbare Kunststoffe
1. Thermische Empfindlichkeit bedeutet, dass einige Kunststoffe empfindlicher auf Hitze reagieren. Wenn es über einen längeren Zeitraum auf hohe Temperaturen erhitzt wird oder der Querschnitt der Zufuhröffnung zu klein ist oder der Schereffekt groß ist, steigt die Temperatur des Materials und es neigt zu Verfärbung, Abbau und Zersetzung. Derartige Kunststoffe mit besonderen Eigenschaften werden als hitzeempfindliche Kunststoffe bezeichnet.
Wie Hart-PVC, Polyvinylidenchlorid, Vinylacetat-Copolymer, POM, Polychlortrifluorethylen usw. Bei der Zersetzung wärmeempfindlicher Kunststoffe entstehen Monomere, Gase, Feststoffe und andere Nebenprodukte. Insbesondere einige Zersetzungsgase sind reizend, ätzend oder giftig für den menschlichen Körper, Geräte und Schimmelpilze.
Daher sollte dem Formendesign, der Auswahl der Spritzgießmaschine und dem Formen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Es sollte eine Schneckenspritzgießmaschine ausgewählt werden. Der Querschnitt des Gießsystems sollte groß sein. Die Form und der Zylinder sollten verchromt sein. Es sollte kein Eckverzögerungsmaterial vorhanden sein. Die Formtemperatur und der Kunststoffgehalt müssen streng kontrolliert werden. Fügen Sie Stabilisatoren hinzu, um die hitzeempfindlichen Eigenschaften abzuschwächen.
2. Auch wenn einige Kunststoffe (z. B. PC) eine geringe Menge Feuchtigkeit enthalten, zersetzen sie sich bei hoher Temperatur und hohem Druck. Diese Eigenschaft wird Hydrolysierbarkeit genannt und muss vorher erhitzt und getrocknet werden.
5. Spannungsrisse und Schmelzbrüche
1. Manche Kunststoffe sind spannungsempfindlich. Sie neigen beim Formen zu inneren Spannungen und sind spröde und leicht rissig. Kunststoffteile können unter Einwirkung äußerer Kraft oder Lösungsmittel reißen.
Aus diesem Grund sollte neben der Zugabe von Zusatzstoffen zu den Rohstoffen zur Verbesserung der Rissbeständigkeit auch auf die Trocknung der Rohstoffe und eine sinnvolle Auswahl der Formbedingungen geachtet werden, um innere Spannungen zu reduzieren und die Rissbeständigkeit zu erhöhen. Es sollte eine angemessene Form des Kunststoffteils gewählt werden und es sollten keine Einsätze und andere Maßnahmen eingebaut werden, um die Spannungskonzentration zu minimieren.
Bei der Konstruktion der Form sollte die Entformungssteigung erhöht, ein angemessener Zufuhr- und Auswurfmechanismus ausgewählt werden und die Materialtemperatur, die Formtemperatur, der Einspritzdruck und die Abkühlzeit während des Formens entsprechend angepasst werden, um ein Entformen des Kunststoffteils zu vermeiden zu kalt und spröde. Nach dem Formen sollten die Kunststoffteile nachbearbeitet werden, um die Rissbeständigkeit zu verbessern, innere Spannungen zu beseitigen und den Kontakt mit Lösungsmitteln zu verhindern.
2. Wenn die Polymerschmelze mit einer bestimmten Schmelzflussrate beim Durchlaufen des Düsenlochs bei konstanter Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, treten auf der Schmelzoberfläche offensichtliche Querrisse auf, die als Schmelzbruch bezeichnet werden und das Erscheinungsbild und die Physik beeinträchtigen Eigenschaften des Kunststoffteils.
Daher sollten bei der Auswahl von Polymeren mit hohen Schmelzfließraten die Querschnitte der Düse, des Kanals und des Zufuhreinlasses vergrößert, die Einspritzgeschwindigkeit verringert und die Materialtemperatur erhöht werden.
6. Wärmeleistung und Kühlrate
1. Verschiedene Kunststoffe haben unterschiedliche thermische Eigenschaften wie spezifische Wärme, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeformbeständigkeit. Das Plastifizieren von Materialien mit hoher spezifischer Wärme erfordert viel Wärme, daher sollte eine Spritzgießmaschine mit großer Plastifizierkapazität gewählt werden. Kunststoffe mit hohen Wärmeformbeständigkeitstemperaturen können eine kurze Abkühlzeit und eine frühe Entformung aufweisen, nach der Entformung muss jedoch eine Abkühlungsverformung verhindert werden.
Kunststoffe mit geringer Wärmeleitfähigkeit haben eine langsame Abkühlgeschwindigkeit (wie ionische Polymere usw., die eine extrem langsame Abkühlgeschwindigkeit haben), daher müssen sie vollständig abgekühlt werden und der Formkühleffekt muss verstärkt werden. Heißkanalformen eignen sich für Kunststoffe mit geringer spezifischer Wärme und hoher Wärmeleitfähigkeit. Kunststoffe mit hoher spezifischer Wärme, geringer Wärmeleitfähigkeit, niedriger thermischer Verformungstemperatur und langsamer Abkühlgeschwindigkeit eignen sich nicht für das Hochgeschwindigkeitsformen. Es muss eine geeignete Spritzgießmaschine ausgewählt und die Formkühlung verstärkt werden.
2. Verschiedene Kunststoffe erfordern je nach Art und Form der Kunststoffteile eine entsprechende Abkühlrate. Daher muss die Form entsprechend den Formanforderungen mit einem Heiz- und Kühlsystem ausgestattet sein, um eine bestimmte Formtemperatur aufrechtzuerhalten. Wenn die Materialtemperatur die Formtemperatur erhöht, sollte diese gekühlt werden, um eine Verformung des Kunststoffteils nach dem Entformen zu verhindern, den Formzyklus zu verkürzen und die Kristallinität zu verringern.
Wenn die Abwärme des Kunststoffs nicht ausreicht, um die Form auf einer bestimmten Temperatur zu halten, sollte die Form mit einem Heizsystem ausgestattet sein, um die Form auf einer bestimmten Temperatur zu halten, um die Abkühlgeschwindigkeit zu steuern, die Fließfähigkeit sicherzustellen, die Füllbedingungen zu verbessern oder zu kontrollieren das langsame Abkühlen des Kunststoffteils. Verhindern Sie eine ungleichmäßige Abkühlung dickwandiger Kunststoffteile innen und außen und erhöhen Sie die Kristallinität usw.
Bei Produkten mit guter Fließfähigkeit, großer Formfläche und ungleichmäßiger Materialtemperatur muss je nach den Formbedingungen der Kunststoffteile möglicherweise abwechselnd Erhitzen oder Kühlen verwendet werden oder sowohl lokales Erhitzen als auch Kühlen. Hierzu sollte die Form mit einem entsprechenden Kühl- bzw. Heizsystem ausgestattet sein.
7. Hygroskopizität
Da in Kunststoffen verschiedene Zusatzstoffe enthalten sind, weisen sie eine unterschiedlich ausgeprägte Affinität zur Feuchtigkeit auf. Daher können Kunststoffe grob in zwei Arten eingeteilt werden: solche, die Feuchtigkeit absorbieren, solche, die an Feuchtigkeit haften, und solche, die kein Wasser absorbieren und sich nicht leicht an Feuchtigkeit haften lassen. Der Feuchtigkeitsgehalt im Material muss innerhalb des zulässigen Bereichs gehalten werden. Andernfalls verwandelt sich das Wasser bei hoher Temperatur und hohem Druck in Gas oder hydrolysiert, was dazu führt, dass das Harz schäumt, die Fließfähigkeit verringert und ein schlechtes Aussehen und schlechte mechanische Eigenschaften aufweist.
Daher müssen hygroskopische Kunststoffe je nach Bedarf mit geeigneten Heizmethoden und Spezifikationen vorgewärmt werden, um eine erneute Aufnahme von Feuchtigkeit während des Gebrauchs zu verhindern.
