7 vigtige faktorer at overveje ved sprøjtestøbning

Termoform og beregningPlaststøbning Krympningen er som nævnt ovenfor. Faktorerne, der påvirker støbekrympningen af ​​termoplast, er som følger:

• Plasttyper: Under støbeprocessen af ​​termoplast er krympehastigheden større, krympeområdet bredt, og retningsbestemmelsen er tydelig sammenlignet med termohærdende plast på grund af faktorer som volumenændringer forårsaget af krystallisation, stærk indre spænding, stor restspænding frosset i plastdelene, stærk molekylær orientering osv. Under støbeprocessen af ​​termoplast er krympehastigheden større, krympeområdet bredt, og retningsbestemmelsen er tydelig sammenlignet med termohærdende plast. Derudover er krympningen efter støbning, udglødning eller fugtighedskontrolbehandling generelt større end for termohærdende plast.
• Karakteristika for plastdele: Ved støbning kommer det smeltede materiale i kontakt med hulrummets overflade, og det ydre lag afkøles straks for at danne en fast skal med lav densitet. På grund af plastiks dårlige varmeledningsevne afkøles det indre lag af plastdelen langsomt for at danne et fast lag med høj densitet, der krymper meget. Derfor vil de med tykke vægge, langsom afkøling og tykke lag med høj densitet krympe mere.

Derudover påvirker tilstedeværelsen eller fraværet af indsatser samt placeringen og mængden af ​​indsatser direkte materialets strømningsretning, densitetsfordeling og krympemodstand. Derfor har plastdelenes egenskaber en større indflydelse på krympestørrelse og retning.

(3). Faktorer som form, størrelse og fordeling af fødeindløbet påvirker direkte materialets strømningsretning, densitetsfordeling, trykholdende og fødeeffekt samt støbetid. Direkte fødeindløb og fødeindløb med store tværsnit (især dem med tykkere sektioner) har mindre krympning, men større retningsbestemthed, mens fødeindløb med bredere og kortere længder har mindre retningsbestemthed. De, der er tæt på fødeindløbet eller parallelle med materialets strømningsretning, vil krympe mere.

(4). Støbebetingelser: Støbeformens temperatur er høj, det smeltede materiale afkøles langsomt, har høj densitet og krymper meget. Især for krystallinske materialer er krympningen større på grund af høj krystallinitet og store volumenændringer. Støbeformens temperaturfordeling er også relateret til den interne og eksterne afkøling og densitetsensartethed af plastdelen, hvilket direkte påvirker krympningen og retningen af ​​hver del.

Derudover har holdetrykket og -tiden også en større indflydelse på krympningen. Hvis trykket er højt, og tiden er lang, vil krympningen være lille, men retningsbestemt. Sprøjtestøbetrykket er højt, viskositetsforskellen i det smeltede materiale er lille, forskydningsspændingen mellem lagene er lille, og den elastiske rebound efter afformning er stor, så krympningen kan reduceres passende. Materialetemperaturen er høj, krympningen er stor, men retningsbestemtheden er lille. Derfor kan justering af forskellige faktorer såsom formtemperatur, tryk, injektionshastighed og afkølingstid under støbning også ændre krympningen af ​​plastdelen passende.

Ved design af formen bestemmes krympehastigheden for hver del af plastdelen baseret på erfaring baseret på krympeområdet for forskellige plasttyper, plastdelens vægtykkelse og form, størrelsen og fordelingen af ​​tilførselsindløbet, og derefter beregnes hulrumsstørrelsen.

For højpræcisions plastdele og når det er vanskeligt at kontrollere krympningshastigheden, anvendes følgende metoder generelt til at designe formen:

• Indstil en mindre krympehastighed for den ydre diameter af plastdelen og en større krympehastighed for den indre diameter for at give plads til korrektion efter formprøvning.
• Prøveform for at bestemme form, størrelse og støbeforhold for hældesystemet.
• Dimensionsændringerne af de plastdele, der skal efterbehandles, skal bestemmes efter efterbehandling (måling skal udføres 24 timer efter afformning).
• Korriger formen i henhold til den faktiske krympning.
• Prøv formen igen, og juster procesbetingelserne for at korrigere krympeværdien en smule, så den opfylder kravene til plastdelen.

(1). Flydeevnen af ​​termoplastiske plasttyper kan generelt analyseres ud fra en række indekser såsom molekylvægt, smelteindeks, arkimedisk spiralstrømningslængde, tilsyneladende viskositet og strømningsforhold (strømningslængde/plastdelens vægtykkelse).

Lille molekylvægt, bred molekylvægtfordeling, dårlig molekylstrukturregelmæssighed, højt smelteindeks, lang spiralstrømningslængde, lille tilsyneladende viskositet og stort strømningsforhold har god flydeevne. Plast med samme produktnavn skal kontrolleres i brugsanvisningen for at afgøre, om deres flydeevne er egnet til sprøjtestøbning.

Ifølge krav til formdesign, kan flydeevnen af ​​almindeligt anvendte plasttyper groft opdeles i tre kategorier:

• God flydeevne: PA, PE, PS, PP, CA, poly(4)methylpenten;
• Medium flydeevne: polystyren-serien af ​​harpikser (såsom ABS, AS), PMMA, POM, polyphenylenether;
• Dårlig flydeevne: PC, hård PVC, polyphenylenether, polysulfon, polyarylsulfon, fluoroplast.

(2). Flydeevnen af ​​forskellige plasttyper ændrer sig også på grund af forskellige støbefaktorer. De vigtigste påvirkende faktorer er som følger:

① Temperaturbestandige materialers flydeevne øges, når materialetemperaturen er høj, men forskellige plasttyper har også forskelle. Flydeevnen af ​​PS (især slagfast og med høj MFR-værdi), PP, PA, PMMA, modificeret polystyren (såsom ABS, AS), PC, CA og andre plasttyper ændrer sig meget med temperaturen. For PE og POM har temperaturstigning eller -fald ringe indflydelse på deres flydeevne. Derfor bør førstnævnte justere temperaturen for at kontrollere flydeevnen under støbning.

② Efterhånden som trykket ved tryksprøjtestøbning stiger, vil det smeltede materiale blive udsat for større forskydning, og flydeevnen vil også stige. Især PE og POM er mere følsomme, så sprøjtestøbetrykket bør justeres for at kontrollere flydeevnen under støbningen.

③ Formen, størrelsen og layoutet af støbeformens hældesystem, kølesystemets design, den smeltede materiales strømningsmodstand (såsom overfladefinish, fødekanalens sektionstykkelse, hulrummets form, udstødningssystem) og andre faktorer påvirker direkte den faktiske flydeevne af det smeltede materiale i hulrummet. Hvis temperaturen af ​​det smeltede materiale reduceres, og flydeevnen øges, vil flydeevnen blive reduceret. Ved design af støbeformen bør der vælges en rimelig struktur baseret på den anvendte plasts flydeevne.

Under støbning kan faktorer som materialetemperatur, støbetemperatur, injektionstryk og injektionshastighed også kontrolleres for at justere påfyldningssituationen korrekt for at imødekomme støbebehovene.

Termoplastiske plasttyper kan opdeles i to kategorier: krystallinske plasttyper og amorfe (også kendt som amorfe) plasttyper, da de ikke krystalliserer, når de kondenseres.

Det såkaldte krystallisationsfænomen er et fænomen, hvor når plastik skifter fra en smeltet tilstand til en kondenseret tilstand, bevæger molekylerne sig uafhængigt og er fuldstændig uordnede, og molekylerne holder op med at bevæge sig frit og sætter sig i en let fast position, og der er en tendens til, at molekylerne arrangeres i en regelmæssig model.

Udseendestandarden for at skelne mellem disse to typer plast afhænger af gennemsigtigheden af ​​tykvæggede plastdele. Generelt er krystallinske materialer uigennemsigtige eller gennemskinnelige (såsom POM osv.), og amorfe materialer er gennemsigtige (såsom PMMA osv.). Der er dog undtagelser. For eksempel er poly(4)methylpenten en krystallinsk plast, men har høj gennemsigtighed, og ABS er et amorft materiale, men er ikke gennemsigtigt.

Ved design af forme og valg af sprøjtestøbemaskiner skal man være opmærksom på følgende krav og forholdsregler for krystallinsk plast:

• Det kræver meget varme at hæve materialetemperaturen til støbetemperaturen, så der skal anvendes udstyr med stor blødgøringskapacitet.
• Der frigives en stor mængde varme under afkøling og genvinding, så afkøling er nødvendig.
• Forskellen i specifik tyngdekraft mellem smeltet tilstand og fast tilstand er stor, hvilket resulterer i stor støbekrympning og tilbøjelighed til krympning og porer.
• Hurtig afkøling, lav krystallinitet, lille krympning og høj gennemsigtighed. Krystallinitetsgraden er relateret til plastdelens vægtykkelse. Vægtykkelsen betyder langsommere afkøling, højere krystallinitet, større krympning og bedre fysiske egenskaber. Derfor skal formtemperaturen for krystallinske materialer kontrolleres efter behov.
• Signifikant anisotropi og stor indre spænding. Ukrystalliserede molekyler har en tendens til at fortsætte med at krystallisere efter afformning, er i en tilstand af energiubalance og er tilbøjelige til deformation og vridning.
• Krystallisationstemperaturområdet er smalt, og det er let for usmeltet materiale at blive sprøjtet ind i formen eller tilførselsporten at blive blokeret.

(1). Termisk følsomhed refererer til tendensen hos visse plasttyper til at være mere følsomme over for varme. Når materialet opvarmes ved høje temperaturer i lang tid, eller når tværsnittet af tilførselsåbningen er for lille, eller når forskydningskraften er stor, stiger dets temperatur, og materialet er tilbøjeligt til misfarvning, nedbrydning og nedbrydning. Plasttyper med denne egenskab kaldes varmefølsomme plasttyper.

Såsom stiv PVC, polyvinylidenchlorid, vinylacetatcopolymer, POM, polychlortrifluorethylen osv. Når varmefølsom plast nedbrydes, producerer de monomerer, gasser, faste stoffer og andre biprodukter. Især nogle nedbrydningsgasser er irriterende, ætsende eller giftige for den menneskelige krop, udstyr og forme.

Derfor bør der lægges vægt på formdesign, valg af sprøjtestøbemaskine og støbning. Der bør vælges en skruesprøjtestøbemaskine. Støbesystemets tværsnit skal være stort. Formen og cylinderen skal være forkromet. Der må ikke være stillestående materiale i hjørnerne. Støbetemperaturen skal kontrolleres nøje, og plasten bør tilsættes stabilisatorer for at svække dens varmefølsomme egenskaber.

(2). Selv om nogle plasttyper (såsom PC) indeholder en lille mængde fugt, vil de nedbrydes under høj temperatur og højt tryk. Denne egenskab kaldes hydrolyserbarhed, og de skal opvarmes og tørres på forhånd.

(1). Nogle plasttyper er følsomme over for belastning. De er tilbøjelige til indre belastninger under støbning og er sprøde og lette at revne. Plastdele vil revne under påvirkning af ydre kræfter eller opløsningsmidler.

Af denne grund bør man, udover at tilsætte additiver til råmaterialerne for at forbedre revnemodstanden, være opmærksom på tørring af råmaterialerne og et rimeligt valg af støbeforhold for at reducere indre spændinger og øge revnemodstanden. Der bør vælges en rimelig form på plastdelen, og indsatser og andre foranstaltninger bør ikke installeres for at minimere spændingskoncentrationen.

Ved design af formen bør afformningshældningen øges, og der bør vælges en rimelig tilførselsport og udkastningsmekanisme. Under støbning bør materialetemperaturen, formtemperaturen, injektionstrykket og køletiden justeres passende for at undgå afformning, når plastdelene er for kolde og sprøde. Efter støbning bør plastdelene efterbehandles for at forbedre revnemodstanden, eliminere indre spændinger og forhindre kontakt med opløsningsmidler.

(2). Når polymersmelten med en bestemt smeltestrømningshastighed overstiger en bestemt værdi, når den passerer gennem dysehullet ved en konstant temperatur, vil der opstå tydelige tværgående revner på smelteoverfladen, hvilket kaldes smeltebrud, hvilket vil beskadige plastdelens udseende og fysiske egenskaber. Derfor bør tværsnittet af dysen, løberen og fødeindløbet øges, injektionshastigheden reduceres, og materialetemperaturen øges, når man vælger polymerer med høje smeltestrømningshastigheder.

(1). Forskellige plasttyper har forskellige termiske egenskaber, såsom specifik varme, varmeledningsevne og varmeforvrængningstemperatur. Blødgørende materialer med høj specifik varme kræver meget varme, så der bør vælges en sprøjtestøbemaskine med stor blødgøringskapacitet. Plasttyper med høje varmeforvrængningstemperaturer kan have en kort afkølingstid og tidlig afformning, men afkølingsdeformation skal forhindres efter afformning.

Plast med lav varmeledningsevne har en langsom afkølingshastighed (såsom ioniske polymerer osv., som har en ekstremt langsom afkølingshastighed), så de skal afkøles fuldstændigt, og formens køleeffekt skal forbedres. Varme løberforme er egnede til plast med lav specifik varme og høj termisk ledningsevne. Plast med høj specifik varme, lav termisk ledningsevne, lav termisk deformationstemperatur og langsom afkølingshastighed er ikke gunstige for højhastighedsstøbning. Der skal vælges en passende sprøjtestøbemaskine, og formkølingen skal styrkes.

(2). Forskellige plasttyper kræver en passende kølehastighed i henhold til deres typeegenskaber og formen på plastdelene. Derfor skal formen være udstyret med et varme- og kølesystem i henhold til støbekravene for at opretholde en bestemt formtemperatur. Når materialetemperaturen stiger, skal formtemperaturen afkøles for at forhindre deformation af plastdelen efter afformning, forkorte støbecyklussen og reducere krystalliniteten.

Når spildvarmen fra plastikken ikke er tilstrækkelig til at holde formen ved en bestemt temperatur, bør formen udstyres med et varmesystem til at holde formen ved en bestemt temperatur for at kontrollere kølehastigheden, sikre flydeevne, forbedre fyldningsforholdene eller kontrollere, at plastdelene afkøles langsomt, forhindre ujævn afkøling af indersiden og ydersiden af ​​tykvæggede plastdele og øge krystalliniteten osv.

For dem med god flydeevne, stort støbeområde og ujævn materialetemperatur kan det være nødvendigt at bruge skiftevis opvarmning eller afkøling, eller både lokal opvarmning og afkøling kan anvendes afhængigt af støbeforholdene for plastdelene. Til dette formål bør formen være udstyret med et tilsvarende køle- eller varmesystem.

Fordi der er forskellige tilsætningsstoffer i plast, har de forskellige grader af affinitet for fugt. Derfor kan plast groft opdeles i to typer: dem, der absorberer fugt, dem, der klæber til fugt, og dem, der ikke absorberer vand og ikke let klæber til fugt. Fugtindholdet i materialet skal kontrolleres inden for det tilladte område. Ellers vil fugten under høj temperatur og højt tryk omdannes til gas eller hydrolyseres, hvilket får harpiksen til at skumme, reducere flydeevnen og have dårligt udseende og mekaniske egenskaber.

Derfor skal hygroskopiske plasttyper forvarmes ved hjælp af passende opvarmningsmetoder og specifikationer efter behov for at forhindre genoptagelse af fugt under brug.