Máquina de extrusión

Coñeces todos os factores que xeran e inflúen na tensión interna nos produtos moldeados por inxección?

1. xeración de tensión interna
Nos produtos moldeados por inxección, o estado de tensión local é diferente en cada lugar e o grao de deformación dos produtos virá determinado pola distribución de tensión. Se o produto se arrefría. Se hai un gradiente de temperatura, desenvolverase este tipo de tensión, polo que este tipo de tensión tamén se denomina "tensión de moldeo".
Vexamos a introdución demáquina de extrusión.

Existen dous tipos de paquetes de tensión interna para os produtos moldeados por inxección: un é a tensión de moldeo e o outro é a tensión de temperatura. Cando a masa fundida entra no molde a unha temperatura máis baixa, a masa fundida preto da parede da cavidade arrefría e solidifica a un ritmo rápido, de xeito que os segmentos da cadea molecular se "conxelan". Debido á baixa condutividade térmica da capa de polímero solidificada, créase un gran gradiente de temperatura na dirección do grosor do produto. O corazón do produto solidifica moi lentamente, de xeito que cando se pecha a porta, a unidade de masa fundida no centro do produto aínda non solidificou e a máquina de moldeo por inxección non pode compensar a retracción por arrefriamento.

Polo tanto, a contracción interna do produto é na dirección oposta á acción da capa superficial dura; o núcleo está en tensión estática mentres que a capa superficial está en compresión estática.

Cando a masa fundida enche o molde e flúe, ademais do efecto de contracción do volume causado pola tensión, tamén hai tensións causadas polo efecto de expansión do conduto e da saída da porta; o primeiro efecto causa tensións relacionadas coa dirección do fluxo da masa fundida, mentres que o segundo, debido ao efecto de expansión da saída, causa tensións na dirección perpendicular ao fluxo.

2. Factores de proceso que afectan ao estrés

(1) Debido ao efecto da tensión nas condicións de arrefriamento rápido, a orientación levará á formación de tensión interna no polímero. Debido á alta viscosidade da masa fundida do polímero, a tensión interna non se pode relaxar rapidamente, o que afecta as propiedades físicas e a estabilidade dimensional do produto.

Influencia de varios parámetros nas tensións de orientación.

Temperatura de fusión, alta temperatura de fusión, baixa viscosidade, menor tensión de cizallamento e orientación reducida; por outra banda, unha alta temperatura de fusión fará que a relaxación da tensión sexa máis rápida e promoverá a capacidade de fortalecer a desorientación.

Non obstante, sen modificar a presión da máquina de moldeo por inxección, a presión da cavidade do molde aumentará e o forte efecto de cizallamento provocará un aumento da tensión de orientación.

Prolongar o tempo de retención ata que a boquilla estea pechada levará a un aumento da tensión de orientación.

Aumentar a presión de inxección ou a presión de mantemento aumentará a tensión de orientación.

Unha temperatura alta do molde garante que o produto arrefríe lentamente e actúa como desorientador.

Aumente o grosor do produto para reducir a tensión de orientación, porque os produtos de paredes grosas arrefrían lentamente, a viscosidade aumenta lentamente, o proceso de relaxación da tensión leva moito tempo, polo que a tensión de orientación é pequena.

(2) O efecto sobre a tensión térmica

Como se mencionou anteriormente, debido ao gradiente de temperatura entre a masa fundida e a parede ao encher o molde, a capa exterior da masa fundida que solidifica primeiro ten que axudar a deter a contracción da capa interior da masa fundida que solidifica posteriormente, o que resulta nunha tensión de compresión (tensión de contracción) na capa exterior e nunha tensión de tracción (tensión de orientación) na capa interior.

Se o molde se enche e logo se mantén baixo presión durante un período de tempo máis longo, o polímero fundido engádese á cavidade do molde, o que aumenta a presión da cavidade, o que modifica as tensións internas debido ás temperaturas desiguais. Non obstante, se o tempo de retención é curto e a presión da cavidade é baixa, o produto permanecerá no mesmo estado de tensión que cando se arrefriou.

Se a presión da cavidade do molde non é suficiente ao comezo do proceso de arrefriamento, a capa exterior do produto contraerase debido á solidificación e formará unha depresión; se a presión da cavidade do molde non é suficiente na fase posterior, cando o produto formou unha capa fría e dura, a capa interior do produto separarase debido á contracción ou formará unha cavidade; se a presión da cavidade do molde se mantén antes de pechar a porta, axudará a aumentar a densidade do produto e a eliminar a tensión da temperatura de arrefriamento, pero xerarase unha gran concentración de tensión preto da porta.

Polo tanto, parece que canto maior sexa a presión no molde, maior será o tempo de retención, o que axudará a reducir a tensión de contracción xerada pola temperatura e, pola contra, a aumentar a tensión de compresión.

3. A relación entre a tensión interna e a calidade do produto

A existencia de tensión interna no produto afectará gravemente as propiedades mecánicas e o rendemento do produto; debido á existencia e á distribución desigual da tensión interna, o produto racharase no proceso de uso. Cando se usa por debaixo da temperatura de transición vítrea, adoita producirse deformación irregular ou deformación, o que tamén pode provocar que a superficie do produto se volva "branca" e turbia, e que as propiedades ópticas se deterioren.

A redución da temperatura na porta e o aumento do tempo de arrefriamento axudarán a mellorar a irregularidade da tensión no produto e a facer que as propiedades mecánicas do produto sexan homoxéneas.

Tanto para os polímeros cristalinos como para os non cristalinos, a resistencia á tracción é anisotrópica. Para os polímeros non cristalinos, a resistencia á tracción varía dependendo da localización da porta; cando a porta está na mesma dirección que o recheo do molde, a resistencia á tracción diminúe a medida que aumenta a temperatura da masa fundida; cando a porta é perpendicular á dirección de recheo do molde, a resistencia á tracción aumenta a medida que aumenta a temperatura da masa fundida.

O aumento da temperatura de fusión leva a un aumento da desorientación e a unha diminución da resistencia á tracción debido a unha diminución da orientación. A orientación da porta afecta á orientación ao influír na dirección do fluxo e, dado que os polímeros amorfos son máis anisotrópicos que os polímeros cristalinos, a resistencia á tracción na dirección perpendicular ao fluxo é maior para os primeiros que para os segundos. A inxección a baixa temperatura ten unha maior anisotropía mecánica que a inxección a alta temperatura, por exemplo, a relación de resistencia na dirección vertical ao fluxo é de 1.7 a altas temperaturas de inxección e de 2 a baixas temperaturas de inxección.

Parece que un aumento na temperatura de fusión, xa sexa para polímeros cristalinos ou non cristalinos, leva a unha redución da resistencia á tracción, pero por un mecanismo diferente; o primeiro débese a un efecto reducido por orientación.