Bởi Andy từ nhà máy Baiyear
Cập nhật ngày 5 tháng 11 năm 2022
1. Tốc độ co ngót
Hình thức và cách tính độ co ngót của khuôn nhựa nhiệt dẻo Như đã đề cập ở trên, các yếu tố ảnh hưởng đến độ co ngót của khuôn nhựa nhiệt dẻo như sau:
1.1 Giống nhựa Trong quá trình đúc nhựa nhiệt dẻo, do sự thay đổi thể tích do quá trình kết tinh, ứng suất bên trong mạnh, ứng suất dư lớn đóng băng trong phần nhựa và định hướng phân tử mạnh nên tốc độ co ngót cao hơn so với nhựa nhiệt rắn.Ngoài ra, độ co ngót sau khi đúc, độ co ngót sau khi ủ hoặc xử lý điều hòa độ ẩm thường lớn hơn so với nhựa nhiệt rắn.
1.2 Đặc điểm của các bộ phận bằng nhựa Khi vật liệu nóng chảy tiếp xúc với bề mặt khoang, lớp ngoài ngay lập tức nguội đi tạo thành lớp vỏ rắn có mật độ thấp.Do tính dẫn nhiệt của nhựa kém nên lớp bên trong của phần nhựa được làm lạnh từ từ để tạo thành lớp rắn có mật độ cao và độ co ngót lớn.Do đó, độ dày thành ống, làm mát chậm và độ dày lớp mật độ cao sẽ co lại rất nhiều.Ngoài ra, sự hiện diện hay vắng mặt của các hạt dao cũng như cách bố trí và số lượng hạt dao ảnh hưởng trực tiếp đến hướng dòng vật liệu, phân bố mật độ và khả năng chống co ngót, do đó đặc tính của các bộ phận nhựa có tác động lớn hơn đến kích thước và hướng co ngót.
1.3 Các yếu tố như hình dạng, kích thước và sự phân bố của đầu vào nguyên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến hướng của dòng nguyên liệu, sự phân bố mật độ, quá trình cấp liệu duy trì áp suất và thời gian đúc.Cổng cấp liệu trực tiếp và cổng cấp liệu có mặt cắt ngang lớn (đặc biệt là mặt cắt dày hơn) có độ co nhỏ nhưng hướng lớn, cổng cấp liệu rộng và ngắn có hướng nhỏ.Gần cổng cấp liệu hoặc song song với hướng dòng nguyên liệu, độ co ngót lớn.
1.4 Điều kiện đúc Nhiệt độ khuôn cao, vật liệu nóng chảy nguội chậm, mật độ cao và độ co ngót lớn, đặc biệt đối với vật liệu kết tinh, độ co ngót lớn hơn do độ kết tinh cao và thay đổi thể tích lớn.Sự phân bố nhiệt độ khuôn cũng liên quan đến độ đồng đều về mật độ và làm mát bên trong và bên ngoài của bộ phận nhựa, ảnh hưởng trực tiếp đến
Nó ảnh hưởng đến kích thước và hướng co ngót của từng bộ phận.Ngoài ra, áp suất giữ và thời gian cũng ảnh hưởng lớn đến quá trình co, độ co nhỏ nhưng hướng lớn khi áp suất cao và thời gian dài.Áp suất phun cao, chênh lệch độ nhớt của vật liệu nóng chảy nhỏ, ứng suất cắt giữa các lớp nhỏ và độ bật đàn hồi sau khi đúc lớn, do đó độ co ngót có thể giảm thích hợp, nhiệt độ vật liệu cao, độ co ngót lớn , nhưng độ định hướng nhỏ.Do đó, việc điều chỉnh nhiệt độ khuôn, áp suất, tốc độ phun và thời gian làm mát và các yếu tố khác trong quá trình đúc cũng có thể thay đổi độ co ngót của bộ phận nhựa một cách thích hợp.
Khi thiết kế khuôn, theo phạm vi co ngót của các loại nhựa khác nhau, độ dày và hình dạng thành của bộ phận nhựa, hình dạng, kích thước và phân bố của cổng cấp liệu, tốc độ co ngót của từng bộ phận của bộ phận nhựa được xác định theo kinh nghiệm, và sau đó kích thước khoang được tính toán.Đối với các bộ phận bằng nhựa có độ chính xác cao và khi khó làm chủ được tốc độ co ngót, nên sử dụng các phương pháp sau để thiết kế khuôn:
① Lấy tốc độ co rút nhỏ hơn cho đường kính ngoài của các bộ phận bằng nhựa và tốc độ co rút lớn hơn cho đường kính trong, để chừa chỗ cho việc hiệu chỉnh sau khi thử khuôn.
②Việc kiểm tra khuôn xác định hình dạng, kích thước và điều kiện đúc của hệ thống cổng.
③ Các bộ phận nhựa cần xử lý sau được xử lý sau để xác định sự thay đổi kích thước (việc đo phải được thực hiện sau 24 giờ sau khi tháo khuôn).
④ Chỉnh sửa khuôn theo độ co rút thực tế.
⑤ Thử lại khuôn và thay đổi các điều kiện quy trình để sửa đổi một chút giá trị độ co để đáp ứng yêu cầu của các bộ phận nhựa.
2. Thanh khoản
2.1 Tính lưu động của nhựa nhiệt dẻo nói chung có thể được phân tích từ một loạt các chỉ số như trọng lượng phân tử, chỉ số nóng chảy, chiều dài dòng xoắn ốc Archimedes, độ nhớt biểu kiến và tỷ lệ dòng chảy (chiều dài quá trình/độ dày thành nhựa).Trọng lượng phân tử nhỏ, phân bố trọng lượng phân tử rộng, cấu trúc phân tử kém đều đặn, chỉ số nóng chảy cao, chiều dài dòng xoắn ốc dài, độ nhớt biểu kiến thấp và tỷ lệ dòng chảy lớn, tính lưu động tốt.trong ép phun.Theo yêu cầu thiết kế khuôn, tính lưu loát của nhựa thường được sử dụng có thể được chia thành ba loại:
①Tính lưu động tốt PA, PE, PS, PP, CA, poly(4) methyl pentylene;
②Nhựa dòng Polystyrene (như ABS, AS), PMMA, POM, ete polyphenylene có độ lưu động trung bình;
③PC có tính lưu động kém, PVC cứng, polyphenylene ether, polysulfone, polyarylsulfone, fluoroplastic.
2.2 Tính lưu động của các loại nhựa khác nhau cũng thay đổi do các yếu tố đúc khác nhau.Các yếu tố ảnh hưởng chính như sau:
① Nhiệt độ càng cao, tính lưu động của vật liệu càng cao, nhưng các loại nhựa khác nhau cũng khác nhau, PS (đặc biệt là khả năng chống va đập và giá trị MFR cao), PP, PA, PMMA, polystyrene biến tính (như ABS, AS), Độ lưu động của PC, CA và các loại nhựa khác thay đổi rất nhiều theo nhiệt độ.Đối với PE, POM, việc tăng giảm nhiệt độ ít ảnh hưởng đến tính lưu động của nó.Vì vậy, trước đây nên điều chỉnh nhiệt độ để kiểm soát tính lưu động trong quá trình đúc.
②Khi áp suất phun tăng lên, vật liệu nóng chảy sẽ bị cắt rất nhiều và tính lưu động cũng sẽ tăng lên, đặc biệt là PE và POM nhạy hơn, do đó cần điều chỉnh áp suất phun để kiểm soát tính lưu động trong quá trình đúc.
③Hình thức, kích thước, cách bố trí, thiết kế hệ thống làm mát, khả năng chống chảy của vật liệu nóng chảy (như độ hoàn thiện bề mặt, độ dày của phần tiền thân, hình dạng khoang, hệ thống xả) và các yếu tố khác ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy của vật liệu nóng chảy trong khoang.Tính lưu động thực tế bên trong, nếu nhiệt độ của vật liệu nóng chảy giảm xuống và khả năng chống lưu động tăng lên thì tính lưu động sẽ giảm.Khi thiết kế khuôn, nên lựa chọn cấu trúc hợp lý theo tính lưu loát của nhựa được sử dụng.Trong quá trình đúc, nhiệt độ vật liệu, nhiệt độ khuôn, áp suất phun, tốc độ phun và các yếu tố khác cũng có thể được kiểm soát để điều chỉnh hợp lý tình trạng đổ đầy nhằm đáp ứng nhu cầu đúc.
3. Kết tinh
Nhựa nhiệt dẻo có thể được chia thành hai loại: nhựa kết tinh và nhựa không kết tinh (còn được gọi là vô định hình) theo sự vắng mặt của sự kết tinh trong quá trình ngưng tụ.
Cái gọi là hiện tượng kết tinh là khi nhựa chuyển từ trạng thái nóng chảy sang trạng thái ngưng tụ, các phân tử chuyển động độc lập, hoàn toàn ở trạng thái mất trật tự và các phân tử ngừng chuyển động tự do, theo một vị trí hơi cố định và có xu hướng để biến sự sắp xếp phân tử thành một mô hình bình thường.một hiện tượng.
Tiêu chuẩn để đánh giá hình thức bên ngoài của hai loại nhựa này phụ thuộc vào độ trong suốt của các phần nhựa có thành dày của nhựa.Nói chung, vật liệu tinh thể mờ đục hoặc mờ (chẳng hạn như POM, v.v.) và vật liệu vô định hình trong suốt (chẳng hạn như PMMA, v.v.).Nhưng cũng có những trường hợp ngoại lệ, chẳng hạn như poly(4) methyl pentylene là nhựa kết tinh nhưng có độ trong suốt cao, ABS là vật liệu vô định hình nhưng không trong suốt.
Khi thiết kế khuôn và chọn máy ép phun, cần lưu ý các yêu cầu và biện pháp phòng ngừa sau đối với nhựa tinh thể:
①Nhiệt lượng cần thiết để nhiệt độ vật liệu tăng lên đến nhiệt độ đúc là lớn, nên sử dụng thiết bị có công suất hóa dẻo lớn.
② Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình làm mát lớn nên cần được làm mát hoàn toàn.
③ Chênh lệch trọng lượng riêng giữa trạng thái nóng chảy và trạng thái rắn lớn, độ co ngót của khuôn lớn, dễ xảy ra các lỗ co ngót và lỗ chân lông.
④Làm lạnh nhanh, độ kết tinh thấp, độ co nhỏ và độ trong suốt cao.Độ kết tinh liên quan đến độ dày thành của bộ phận nhựa, độ dày thành nguội chậm, độ kết tinh cao, độ co ngót lớn và tính chất vật lý tốt.Vì vậy, vật liệu kết tinh nên kiểm soát nhiệt độ khuôn theo yêu cầu.
⑤ Tính dị hướng đáng kể và ứng suất bên trong lớn.Sau khi tháo khuôn, các phân tử không kết tinh có xu hướng tiếp tục kết tinh và ở trạng thái mất cân bằng năng lượng, dễ bị biến dạng và cong vênh.
⑥ Phạm vi nhiệt độ kết tinh hẹp, dễ dàng bơm vật liệu chưa tan chảy vào khuôn hoặc chặn cổng cấp liệu.
4. Nhựa nhạy nhiệt và nhựa dễ thủy phân
4.1 Độ nhạy nhiệt có nghĩa là một số loại nhựa nhạy cảm hơn với nhiệt và thời gian gia nhiệt kéo dài ở nhiệt độ cao hoặc tiết diện của cổng cấp liệu quá nhỏ và khi tác động cắt lớn, nhiệt độ vật liệu tăng lên và dễ bị đến sự đổi màu, suy thoái và phân hủy.Nó có đặc điểm này.nhựa được gọi là nhựa nhạy nhiệt.Chẳng hạn như PVC cứng, polyvinylidene clorua, chất đồng trùng hợp vinyl axetat, POM, polychlorotrifluoroethylene, v.v. Khi nhựa nhạy nhiệt bị phân hủy sẽ tạo ra các sản phẩm phụ như monome, khí và chất rắn, đặc biệt một số khí phân hủy gây khó chịu, ăn mòn hoặc độc hại đến cơ thể con người, thiết bị và khuôn mẫu.Vì vậy, cần chú ý đến việc thiết kế khuôn, lựa chọn máy ép phun và đúc khuôn.Nên lựa chọn máy ép phun trục vít.Mặt cắt ngang của hệ thống cổng phải lớn.Khuôn và thùng phải được mạ crom và không có góc.Thêm chất ổn định để làm suy yếu đặc tính nhạy cảm với nhiệt của nó.
4.2 Ngay cả khi một số loại nhựa (chẳng hạn như PC) chứa một lượng nhỏ nước, chúng sẽ bị phân hủy dưới nhiệt độ cao và áp suất cao.Đặc tính này được gọi là thủy phân dễ dàng, phải được làm nóng và sấy khô trước.
5. Nứt ứng suất và gãy xương nóng chảy
5.1 Một số loại nhựa rất nhạy cảm với ứng suất, dễ bị ứng suất bên trong trong quá trình đúc và dễ gãy, dễ nứt.Các chi tiết nhựa sẽ bị nứt dưới tác dụng của ngoại lực hoặc dung môi.Để đạt được mục đích này, ngoài việc bổ sung các chất phụ gia vào nguyên liệu thô để cải thiện khả năng chống nứt, cần chú ý đến việc làm khô nguyên liệu thô và lựa chọn điều kiện đúc hợp lý để giảm ứng suất bên trong và tăng khả năng chống nứt.Nên chọn hình dạng hợp lý của các bộ phận bằng nhựa và không nên đặt các biện pháp như miếng chèn để giảm thiểu sự tập trung ứng suất.Khi thiết kế khuôn, cần tăng độ dốc tháo khuôn, đồng thời chọn cổng nạp và cơ chế phóng hợp lý.Trong quá trình đúc, nhiệt độ vật liệu, nhiệt độ khuôn, áp suất phun và thời gian làm mát phải được điều chỉnh hợp lý để tránh bị tháo khuôn khi các bộ phận nhựa quá lạnh và giòn.Sau khi đúc, các bộ phận bằng nhựa cũng cần được xử lý sau để nâng cao khả năng chống nứt, loại bỏ ứng suất bên trong và cấm tiếp xúc với dung môi.
5.2 Khi polyme nóng chảy với tốc độ dòng chảy nhất định đi qua lỗ vòi phun ở nhiệt độ không đổi và tốc độ dòng chảy của nó vượt quá một giá trị nhất định, các vết nứt ngang rõ ràng trên bề mặt nóng chảy được gọi là đứt gãy nóng chảy, sẽ làm hỏng hình thức và tính chất vật lý của các bộ phận bằng nhựa.Do đó, khi lựa chọn các polyme có tốc độ dòng chảy nóng chảy cao, v.v., nên tăng tiết diện của vòi phun, đường dẫn và cổng cấp liệu, giảm tốc độ phun và tăng nhiệt độ vật liệu.
6. Hiệu suất nhiệt và tốc độ làm mát
6.1 Các loại nhựa khác nhau có các tính chất nhiệt khác nhau như nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt và nhiệt độ biến dạng nhiệt.Khi hóa dẻo với nhiệt dung riêng cao, cần một lượng nhiệt lớn và nên chọn máy ép phun có công suất hóa dẻo lớn.Thời gian làm mát của nhựa có nhiệt độ biến dạng nhiệt cao có thể ngắn và quá trình tháo khuôn diễn ra sớm, nhưng cần ngăn ngừa biến dạng làm mát sau khi tháo khuôn.Nhựa có độ dẫn nhiệt thấp có tốc độ làm mát chậm (chẳng hạn như polyme ion, v.v.), vì vậy chúng phải được làm mát hoàn toàn và hiệu quả làm mát của khuôn phải được tăng cường.Khuôn chạy nóng thích hợp cho nhựa có nhiệt dung riêng thấp và độ dẫn nhiệt cao.Nhựa có nhiệt dung riêng lớn, độ dẫn nhiệt thấp, nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp và tốc độ làm nguội chậm không có lợi cho việc đúc tốc độ cao, phải chọn máy ép phun thích hợp và phải tăng cường làm mát khuôn.
6.2 Các loại nhựa khác nhau cần duy trì tốc độ làm nguội thích hợp tùy theo loại, đặc tính của chúng cũng như hình dạng của các bộ phận bằng nhựa.Vì vậy, khuôn phải được lắp đặt hệ thống gia nhiệt và làm mát theo yêu cầu của khuôn để duy trì nhiệt độ khuôn nhất định.Khi nhiệt độ vật liệu làm tăng nhiệt độ khuôn, cần làm nguội để tránh các bộ phận nhựa bị biến dạng sau khi tháo khuôn, rút ngắn chu trình đúc và giảm độ kết tinh.Khi nhiệt thải nhựa không đủ để giữ khuôn ở nhiệt độ nhất định, khuôn cần được trang bị hệ thống gia nhiệt để giữ khuôn ở nhiệt độ nhất định nhằm kiểm soát tốc độ làm mát, đảm bảo tính lưu động, cải thiện điều kiện làm đầy hoặc kiểm soát nhựa các bộ phận nguội dần.Ngăn chặn sự làm mát không đồng đều bên trong và bên ngoài các bộ phận bằng nhựa có thành dày và cải thiện độ kết tinh.Đối với những loại có tính lưu động tốt, diện tích khuôn lớn và nhiệt độ vật liệu không đồng đều, tùy theo điều kiện đúc của các bộ phận bằng nhựa, hệ thống sưởi hoặc làm mát đôi khi được sử dụng luân phiên hoặc hệ thống sưởi và làm mát cục bộ được sử dụng cùng nhau.Với mục đích này, khuôn phải được trang bị hệ thống làm mát hoặc sưởi ấm tương ứng.
Thời gian đăng: 29-11-2022
