У процесі лиття під тиском слід враховувати кілька факторів

У процесі лиття під тиском слід враховувати кілька факторів
1. Форма та розрахунок усадки для термопластичного формування такі, як згадувалося раніше, і фактори, які впливають на усадку термопластичного формування, такі:
1.1 Різновиди пластмас Під час формування термопластичних пластмас через наявність змін об’єму, викликаних кристалізацією, сильною внутрішньою напругою, високим залишковим напруженням, замороженим у пластиці, і сильною молекулярною орієнтацією швидкість усадки є вищою, із широким діапазоном швидкість усадки та очевидна спрямованість порівняно з термореактивними пластиками. Крім того, швидкість усадки після формування, відпалу або обробки з регулюванням вологості зазвичай вища, ніж у термореактивних пластмас.
1.2 Характеристики пластикових деталей: під час формування розплавлений матеріал негайно охолоджується, утворюючи тверду оболонку низької щільності, яка контактує з поверхнею порожнини форми. Через низьку теплопровідність пластику внутрішній шар пластикової частини повільно охолоджується і утворює твердий шар високої щільності з великою усадкою. Таким чином, ті з товстими стінками, повільним охолодженням і товстими шарами високої щільності, як правило, більше стискаються. Крім того, наявність або відсутність вставок, а також розташування та кількість вставок безпосередньо впливають на напрямок потоку матеріалу, розподіл щільності та стійкість до усадки, тому характеристики пластикових деталей мають більший вплив на розмір і напрямок усадки.
1.3 Форма, розмір і розподіл впускного отвору безпосередньо впливають на напрямок потоку матеріалу, розподіл щільності, ефект підтримки тиску та подачі, а також час формування. Прямий порт подачі та великий поперечний переріз порту подачі (особливо ті, що мають товщий поперечний переріз) мають меншу усадку, але більшу спрямованість, тоді як порти з меншою шириною та довжиною порту подачі мають меншу спрямованість. Ті, що знаходяться поблизу вхідного отвору або паралельно напрямку потоку матеріалу, зазнають більшої усадки.
1.4 Умови формування: висока температура форми, повільне охолодження розплавленого матеріалу, висока щільність і велика усадка, особливо для кристалічних матеріалів через високу кристалічність і значні зміни об'єму, що призводить до більшої усадки. Розподіл температури прес-форми також пов'язаний із внутрішнім і зовнішнім охолодженням і однорідністю щільності пластикових деталей, що безпосередньо впливає на розмір і напрямок усадки в кожній частині. Крім того, підтримання тиску та часу також має значний вплив на скорочення, причому високий тиск і тривалий час призводять до невеликого, але спрямованого скорочення. Тиск впорскування високий, різниця в'язкості розплавленого матеріалу невелика, напруга зсуву між шарами невелика, а пружний відскок після вилучення з форми великий, тому усадку також можна помірно зменшити. Температура матеріалу висока, усадка велика, але спрямованість невелика. Таким чином, коригування факторів, таких як температура форми, тиск, швидкість впорскування та час охолодження під час формування, також може належним чином змінити усадку пластикової частини. При проектуванні прес-форми на основі діапазону усадки різних пластмас, товщини стінки та форми пластикової частини, розміру та розподілу отвору подачі, швидкість усадки кожної частини пластикової частини визначається на основі досвіду та потім розраховується розмір порожнини. Для високоточних пластикових деталей і коли важко контролювати швидкість усадки, для розробки прес-форми зазвичай слід використовувати такі методи: ① Візьміть меншу швидкість усадки для зовнішнього діаметра пластикової частини та більшу швидкість усадки для діаметра пластикової частини. внутрішній діаметр, щоб залишити місце для корекції після тестування форми. ② Визначте форму, розмір і умови формування заливної системи за допомогою випробування форми. ③ Зміну розміру пластикових деталей, які підлягають подальшій обробці, необхідно визначити після 24 годин виймання з форми під час вимірювання. ④ Виправте форму відповідно до фактичної ситуації з усадкою. ⑤ Спробуйте форму ще раз і трохи відрегулюйте умови процесу, щоб відрегулювати значення усадки відповідно до вимог пластикової частини.
2, Ліквідність
2.1 Текучість термопластів, як правило, можна проаналізувати за рядом показників, таких як молекулярна маса, індекс розплаву, довжина потоку по спіралі Архімеда, уявна в'язкість і коефіцієнт потоку (довжина потоку/товщина стінки пластикової частини). Завдяки малій молекулярній масі, широкому розподілу молекулярної маси, поганій регулярності молекулярної структури, високому індексу розплаву, великій довжині спірального потоку, низькій видимій в’язкості та великому коефіцієнту потоку, текучість хороша. Для пластмас з такою ж назвою продукту необхідно перевірити інструкції, щоб визначити, чи підходить плинність для лиття під тиском. Згідно з вимогами до дизайну прес-форм, текучість зазвичай використовуваних пластмас можна умовно розділити на три категорії: ① хороша текучість PA, PE, PS, PP, CA, полі (4) метилен; ② Помірно текучі полістиролові смоли (такі як ABS, AS), PMMA, POM, поліфеніленовий ефір; ③ Погана текучість ПК, твердий ПВХ, поліфеніленовий ефір, полісульфон, поліарилсульфон, фторопласт.
2.2 Текучість різних пластмас також змінюється внаслідок різних факторів формування, і основними факторами впливу є наступні:
① Коли температура матеріалу висока, текучість збільшується, але різні пластики також мають відмінності. Текучість пластмас, таких як PS (особливо тих, що мають високу ударостійкість і MFR), PP, PA, PMMA, модифікований полістирол (наприклад, ABS, AS), PC, CA тощо, сильно змінюється в залежності від температури. Для PE та POM підвищення або зниження температури мало впливає на їх плинність. Отже, перший повинен регулювати температуру, щоб контролювати текучість під час формування.
② Коли тиск упорскування зростає, розплавлений матеріал піддається більшому зсуву та збільшує його плинність, особливо PE та POM є більш чутливими. Тому доцільно регулювати тиск інжекції під час формування, щоб контролювати плинність.
③ Форма, розмір, розташування, конструкція системи охолодження та опір текучості розплавленого матеріалу (наприклад, гладкість поверхні, товщина поперечного перерізу каналу матеріалу, форма порожнини, вихлопна система) системи розливу конструкції прес-форми безпосередньо впливають на фактичний потік розплавленого матеріалу в порожнині. Фактори, які сприяють зниженню температури і збільшують опір текучості розплавленого матеріалу, зменшать його опір текучості. При проектуванні прес-форми слід вибрати розумну структуру на основі текучості використовуваного пластику. Під час формування можна також контролювати такі фактори, як температура матеріалу, температура прес-форми, тиск упорскування та швидкість уприскування, щоб відповідним чином регулювати ситуацію заповнення відповідно до потреб формування.
3, кристалічність
Термопласти можна розділити на дві категорії: кристалічні пластики та аморфні (також відомі як аморфні) пластики на основі відсутності в них кристалізації під час конденсації. Так зване явище кристалізації стосується явища, коли молекули пластику рухаються незалежно і перебувають у повністю невпорядкованому стані з розплавленого стану в стан конденсації, в результаті чого молекули припиняють вільний рух і займають дещо фіксоване положення з тенденцією до розташування молекули в регулярну модель. Стандарт зовнішнього вигляду для розрізнення цих двох типів пластику залежить від прозорості товстостінних пластикових деталей. Як правило, кристалічні матеріали непрозорі або напівпрозорі (такі як POM), тоді як аморфні матеріали є прозорими (такі як PMMA). Однак є й винятки, наприклад полі (4) метилен, який є кристалічним пластиком, але має високу прозорість, і ABS, який є аморфним матеріалом, але не є прозорим.
При проектуванні прес-форм і виборі машин для лиття під тиском слід звернути увагу на наступні вимоги та застереження щодо кристалічних пластмас:
① Кількість тепла, необхідна для підвищення температури матеріалу до температури формування, вимагає використання обладнання з високою пластичною здатністю.
② Під час охолодження та переробки виділяється велика кількість тепла, тому необхідне достатнє охолодження.
③ Різниця в питомій вазі між розплавленим станом і твердим станом велика, що призводить до великої усадки при формуванні та сприйнятливості до усадки та пористості.
④ Швидке охолодження, низька кристалічність, невелика усадка та висока прозорість. Кристалічність пов'язана з товщиною стінок пластикових деталей, що призводить до повільного охолодження, високої кристалічності, великої усадки та хороших фізичних властивостей. Тому температуру прес-форми необхідно контролювати відповідно до вимог до кристалічних матеріалів.
⑤ Значна анізотропія та висока внутрішня напруга. Молекули, які не кристалізувалися після вилучення з форми, як правило, продовжують кристалізуватися, залишаються в стані енергетичного дисбалансу та схильні до деформації та викривлення.
⑥ Діапазон температур кристалізації є вузьким, і легко впорснути нерозплавлений матеріал у форму або заблокувати порт подачі.
4, Термочутливі пластики та пластмаси, що легко гідролізуються
4.1 Термочутливість стосується схильності певних пластмас змінювати колір, деградувати та розкладатися в міру підвищення температури матеріалу через їхню чутливість до тепла, тривалий час нагрівання при високих температурах або малу площу поперечного перерізу порту подачі та високий зсув дію. Пластмаси з такою характеристикою називаються термочутливими. Такий як твердий ПВХ, полівініліденхлорид, сополімер вінілацетату, POM, політетрафторхлоретилен тощо. Термочутливі пластики утворюють побічні продукти, такі як мономери, гази та тверді речовини під час розкладання, особливо деякі гази розкладання, які мають подразнюючу, корозійну або токсичну дію на людське тіло, обладнання та форми. Тому слід звернути увагу на дизайн форми, вибір машин для лиття під тиском та формування. Слід використовувати машину для лиття під тиском шнекового типу, а поперечний переріз розливної системи має бути великим. Стовбур форми та матеріалу мають бути хромованими, і не повинно бути кутових затримок. Необхідно суворо контролювати температуру формування, до пластику необхідно додавати стабілізатори, щоб послабити його термочутливість.
4.2 Деякі пластики (наприклад, PC), навіть якщо вони містять невелику кількість води, розкладаються під дією високої температури та тиску. Ця властивість називається гідрофільністю, її необхідно попередньо нагріти і висушити.
5, Розтріскування під напругою та руйнування розплаву
5.1 Деякі пластмаси чутливі до навантажень і схильні до внутрішньої напруги та розтріскування під час формування. Пластмасові деталі можуть тріснути під дією зовнішніх сил або розчинників. Тому, окрім додавання добавок для підвищення стійкості сировини до розтріскування, слід приділяти увагу сухості та розумному вибору умов формування для зменшення внутрішньої напруги та підвищення стійкості до розтріскування. І слід вибрати розумну пластикову форму, і не слід вживати таких заходів, як встановлення вбудованих деталей, щоб максимально зменшити концентрацію напруги. При проектуванні прес-форми слід збільшити кут виймання з форми, а також вибрати відповідні отвори для подачі та механізми викиду. Під час формування температуру матеріалу, температуру прес-форми, тиск упорскування та час охолодження слід належним чином регулювати, щоб уникнути виймання з форми, коли пластикова частина занадто холодна та крихка. Після формування пластикова частина також повинна пройти додаткову обробку, щоб підвищити її стійкість до розтріскування, усунути внутрішнє напруження та заборонити контакт із розчинниками.
5.2 Коли розплав полімеру з певною швидкістю течії розплаву проходить через отвір сопла при постійній температурі та його швидкість течії перевищує певне значення, на поверхні розплаву виникають явні поперечні тріщини, які називають руйнуванням розплаву та можуть пошкодити зовнішній вигляд і фізичні властивості пластикової частини. Тому при виборі полімерів з високою швидкістю течії розплаву необхідно збільшити переріз сопел, бігунів і живильних отворів, зменшити швидкість лиття під тиском і підвищити температуру матеріалу.
6, Теплова продуктивність і швидкість охолодження
6.1 Різні пластмаси мають різні теплові властивості, такі як питома теплоємність, теплопровідність і температура термічної деформації. При пластифікації з високою питомою теплотою потрібна висока теплота, і слід вибрати машину для лиття під тиском з високою продуктивністю пластифікації. Час охолодження пластмаси з високою температурою термічної деформації може бути коротким і вийматися з форми рано, але слід запобігати деформації охолодження після виймання з форми. Пластмаси з низькою теплопровідністю мають повільну швидкість охолодження (наприклад, іонні полімери, які є надзвичайно повільними), тому достатнє охолодження необхідне для посилення ефекту охолодження форми. Термоканальні форми підходять для пластмас з низькою питомою теплоємністю та високою теплопровідністю. Пластмаси з високою питомою теплоємністю, низькою теплопровідністю, низькою температурою термічної деформації та повільною швидкістю охолодження не сприяють високошвидкісному формуванню. Необхідно вибрати відповідні машини для лиття під тиском і посилити охолодження форми.
6.2 Різні пластмаси повинні підтримувати відповідну швидкість охолодження відповідно до характеристик типу та форми. Таким чином, форма повинна бути обладнана системами нагріву та охолодження відповідно до вимог формування для підтримки певної температури форми. Коли температура матеріалу підвищує температуру форми, її слід охолодити, щоб запобігти деформації пластикової частини після виймання, скоротити цикл формування та зменшити кристалічність. Коли залишкового тепла пластику недостатньо для підтримки певної температури у прес-формі, слід встановити систему нагріву, щоб підтримувати форму при певній температурі, щоб контролювати швидкість охолодження, забезпечити текучість, покращити умови заповнення або контролювати повільне охолодження пластикових деталей, запобігання нерівномірному внутрішньому та зовнішньому охолодженню товстостінних пластикових деталей та підвищення кристалічності. Для матеріалів з хорошою плинністю, великою площею формування та нерівномірною температурою матеріалу іноді необхідно використовувати нагрівання або охолодження по черзі або локально відповідно до ситуації формування пластикової частини. Для цього форма повинна бути обладнана відповідними системами охолодження або нагріву.
7, Гігроскопічність
Завдяки різноманітним добавкам у пластмасах вони мають різний ступінь спорідненості з водою, тому пластмаси можна приблизно розділити на два типи: гігроскопічні, адгезійні та неабсорбуючі. Вміст води в матеріалах необхідно контролювати в межах допустимого діапазону, інакше вода стане газом або відбудеться гідроліз під високою температурою та тиском, що призведе до спінювання смоли, зниження рідини та погіршення зовнішнього вигляду та механічних властивостей. Таким чином, гігроскопічний пластик необхідно попередньо нагріти, використовуючи відповідні методи нагрівання та специфікації відповідно до вимог, щоб запобігти подальшому поглинанню вологи під час використання.