Деформација бризганих производа
Деформација је један од уобичајених недостатака у бризгању пластичних делова танке љуске, јер укључује тачно предвиђање деформације савијања, а закони деформације деформације убризгавања делова различитих материјала и облика веома се разликују. Када количина искривљености премаши дозвољену грешку, она постаје дефект у формирању, што заузврат утиче на монтажу производа.
Прецизно предвиђање деформације савијања великог броја делова са све танким зидовима (дебљине зида мање од 2 мм) је предуслов за ефикасну контролу дефекта савијања. Анализа деформације савијања углавном усваја квалитативну анализу, а мере се узимају од дизајна производа, дизајна калупа и услова процеса бризгања како би се избегла велика деформација деформације што је више могуће.
Анализа узрока
Калуп
Положај, облик и број капија капије калупа за ињектирање ће утицати на стање пуњења пластике у шупљини калупа, што ће резултирати деформацијом пластичног дела.
Што је дужина протока већа, то је већи унутрашњи напон изазван струјањем и храњењем између замрзнутог слоја и централног слоја протока; напротив, што је краћа раздаљина протока, то је краће време протока од капије до краја протока дела, а калуп ће се замрзнути приликом пуњења. Дебљина слоја је истањена, унутрашњи напон је смањен, а савијање деформација је такође у великој мери смањена. Ако се користи само једна централна капија или једна бочна капија, обликовани пластични део ће бити изобличен јер је стопа скупљања у правцу пречника већа од оне у ободном правцу; ако се уместо тога користе капије са више тачака, може се ефикасно спречити савијање и деформација.
Када се за ливење користи тачкасто ливење, такође због анизотропије пластичног скупљања, положај и број капија имају велики утицај на степен деформације пластичних делова. Пошто се користи ПА6 ојачан стакленим влакнима од 30 процената, добијени је велики бризгани део тежине 4,95 кг, тако да постоји много ребара за ојачање дуж правца струјања околних зидова, тако да свака капија може бити у потпуности избалансирана.
Поред тога, употреба више капија такође може скратити однос пластичног протока (Л/т), тако да је густина материјала у шупљини калупа равномернија, а скупљање равномерније. Истовремено, цео пластични део се може напунити под малим притиском убризгавања. Нижи притисак убризгавања може смањити тенденцију молекуларне оријентације пластике и смањити њен унутрашњи напон, чиме се смањује деформација пластичних делова.
слика
Температура калупа: Температура калупа има велики утицај на унутрашње перформансе и привидни квалитет производа. Температура калупа зависи од присуства или одсуства пластичне кристалности, величине и структуре производа, захтева перформанси и других услова процеса (температура топљења, брзина ињектирања и притисак ињектирања, циклус обликовања итд.)
Контрола притиска: Притисак у процесу бризгања укључује притисак пластификације и притисак ињектирања, и директно утиче на пластификацију пластике и квалитет производа
Употреба експерименталних метода за проучавање савијања пластичних производа углавном се огледа у проучавању утицаја својстава материјала, геометрије и величине производа и услова процеса бризгања на савијање производа. Велики број експеримената је осмишљен како би се добио утицај геометрије капије, параметара паковања (притисак и време држања) и еластичности калупа на коначну величину производа.
ПЕТ је коришћен као полимерна база, а проучаване су карактеристике савијања различитих материјала и панела различите дебљине зида. Експериментално је проучаван однос између односа ојачања 33 процента стакленим влакнима ПА66 бризганог диска, анизотропије коефицијента линеарног термичког ширења, дебљине производа и савијања, а по први пут је предложен концепт индекса савијања. . Проучаване су карактеристике савијања, као и однос између индекса савијања, савијања и стања оријентације влакана, као и однос између повлачења и индекса савијања.
Експериментални метод за проучавање деформације савијања често је ограничен на специфичан геометријски облик, специфичне материјале и услове процеса и не може у потпуности да размотри утицај многих фактора на деформацију савијања и не може предвидети могуће савијање током фазе пројектовања производа. Величина деформације. У стварној употреби, ограничења емпиријске формуле су такође очигледна, не само под утицајем експерименталних услова, већ су повезана и са многим факторима као што су метода обраде експерименталних података и услови примене емпиријске формуле, као и емпиријске формуле. је погодан само за експерименталне услове. близу производног процеса.
слика
скупити/искривити
Пошто је деформација савијања повезана са неравномерним скупљањем, однос између скупљања и савијања производа се анализира проучавањем понашања скупљања различитих пластика у различитим процесним условима. На основу симулације струјања бризгањем, притиска држања и хлађења, кроз експерименте и методе линеарне регресије, предлаже се модел за предвиђање скупљања бризганих производа. На основу предвиђања скупљања, деформација производа се израчунава кроз програме за симулацију конструкцијске анализе.
Тешко је добити производе са високом димензионалном тачношћу са материјалима са великом стопом скупљања. Да би се тежило високој прецизности, аморфне смоле и смоле са доследним скупљањем у свим правцима треба да се користе што је више могуће. За многе материјале, скупљање производа се мери под условима промене брзине протока, притиска држања, времена држања, температуре калупа, времена пуњења, дебљине производа и других параметара.
Према резултатима испитивања, скупљање производа је подељено на три дела: запреминско скупљање, неравномерно скупљање узроковано молекуларном оријентацијом и неравномерно скупљање узроковано неуравнотеженим хлађењем. Методе предвиђања скупљања за запреминско скупљање, садржај кристала, затвореност калупа, пластичну оријентацију, итд., користе резултате анализе протока и хлађења да би предвидели деформацију скупљања.
Дизајн система за хлађење
Током процеса убризгавања, неуједначена брзина хлађења пластичног дела ће такође узроковати неуједначено скупљање пластичног дела. Ова разлика у скупљању ће довести до стварања момента савијања и савијања пластичног дела.
Ако је температурна разлика између шупљине калупа и језгра који се користи за бризгање равних пластичних делова превелика, талина близу површине шупљине хладног калупа ће се брзо охладити, док ће се слој материјала близу површине шупљине врућег калупа наставиће да се скупља, неравномерно скупљање ће искривити пластични део. Због тога при хлађењу калупа за ињектирање треба обратити пажњу на температурни баланс шупљине и језгра, а температурна разлика између њих не би требало да буде превелика.
Осим што се сматра да температура на унутрашњој и спољашњој површини пластичног дела тежи да буде уравнотежена, треба сматрати да је и температура на свакој страни пластичног дела конзистентна, односно када се калуп охлади, покушајте да одржавајте температуру шупљине и језгра уједначеном, тако да је брзина хлађења пластичног дела уравнотежена, тако да је скупљање уједначеније свуда, ефикасно спречавајући деформацију. Због тога је распоред отвора за воду за хлађење на калупу веома важан. Након што се одреди растојање од зида цеви до површине шупљине, растојање између отвора за расхладну воду треба да буде што је могуће мање да би се обезбедила уједначена температура зида шупљине.
Истовремено, пошто се температура расхладног медија повећава са повећањем дужине канала за расхладну воду, шупљина и језгро калупа ће имати температурну разлику дуж канала за воду. Због тога је потребно да дужина канала за воду сваког расхладног круга буде мања од 2 м. Неколико расхладних кругова треба поставити у велике калупе, а улаз једног кола се налази близу излаза другог кола. За дугачке пластичне делове треба користити расхладни круг како би се смањила дужина расхладног круга, односно смањила температурна разлика калупа, како би се обезбедило равномерно хлађење пластичних делова.
Дизајн система за избацивање такође директно утиче на деформацију пластичног дела. Ако је распоред система за избацивање неуравнотежен, то ће изазвати неравнотежу у сили избацивања и деформисати пластични део. Стога, приликом пројектовања система за избацивање, треба тежити равнотежи са отпором вађења из калупа.
Поред тога, површина попречног пресека шипке за избацивање не би требало да буде премала да би се спречило деформисање пластичног дела услед превелике силе по јединици површине (нарочито када је температура вађења из калупа превисока). Затик за избацивање треба да буде постављен што ближе делу са највећим отпором вађењу из калупа. Под претпоставком да се не утиче на квалитет пластичних делова (укључујући захтеве за употребу, тачност димензија и изглед, итд.), потребно је уградити што је могуће више игле за избацивање како би се смањила укупна деформација пластичних делова.
слика
Када се мека пластика користи за производњу великих дубоких шупљина и пластичних делова са танким зидовима, због велике отпорности на вађење калупа и меког материјала, ако се потпуно усвоји један метод механичког избацивања, пластични делови ће бити деформисани или чак гурнути. Или ће пластични део бити уклоњен због преклапања. Биће боље користити вишекомпонентну комбинацију или комбинацију гасног (хидрауличног) притиска и механичког избацивања.
Утицај резидуалног топлотног напрезања на савијање и деформацију производа
У процесу бризгања, заостало топлотно напрезање је важан фактор који узрокује савијање и деформацију и има већи утицај на квалитет бризганих производа. Пошто је утицај преосталог топлотног напрезања на искривљење производа веома сложен, дизајнери калупа могу да га анализирају и предвиде уз помоћ ЦАЕ софтвера за бризгање.
Током процеса обликовања пластичне талине, због неравномерне оријентације и скупљања, унутрашњи напон је неуједначен, па ће се након ослобађања производа из калупа искривити и деформисати под дејством неуједначеног унутрашњег напрезања. Због тога многи научници анализирају и израчунавају унутрашње напрезање и савијање производа из перспективе механике. У неким страним литературама сматра се да је савијање узроковано заосталим напрезањем изазваним неравномерним скупљањем.
У фази хлађења бризгања, када је температура виша од температуре преласка стакла, пластика је вискоеластична течност, праћена релаксацијом напона: када је температура нижа од температуре стакластог прелаза, пластика постаје чврста. Овај фазни прелаз течно-чврсто и релаксација напона пластике током хлађења има велики утицај на прецизно предвиђање заосталих напона и заосталих деформација производа.
Понашање фазног прелаза и релаксације напона пластике из течне у чврсту током фазе хлађења. За неочврсну област, пластика показује вискозно понашање, које је описано моделом вискозног флуида; за очвршћено подручје, пластика показује вискоеластично понашање, које је описано стандардним линеарним чврстим моделом, користећи модел вискоеластичног фазног прелаза и дводимензионални метод коначних елемената за предвиђање термичких заосталих напона и одговарајућих деформација савијања.
слика
Утицај фазе пластификације на деформацију савијања производа
У фази пластификације, стаклене честице се претварају у вискозно течно стање да би се обезбедио растоп потребан за пуњење калупа. У овом процесу, температурна разлика полимера у аксијалном и радијалном смеру (у односу на вијак) ће изазвати напрезање пластике; поред тога, притисак убризгавања, брзина и други параметри машине за убризгавање ће у великој мери утицати на степен молекуларне оријентације током пуњења. , узрокујући деформацију савијања.
Користите малу брзину на почетку убризгавања, велику брзину када пуните шупљину калупа и малу брзину убризгавања када је пуњење при крају. Контролом и подешавањем брзине убризгавања могу се спречити и побољшати разне нежељене појаве као што су неравнине, трагови прскања, сребрне полуге или трагови изгорелости.
Вишестепени програм контроле убризгавања може разумно подесити вишестепени притисак убризгавања, брзину убризгавања, притисак држања и методу топљења према структури водилице, облику капије и структури бризганог дела, што је погодно за побољшање ефекта пластифицирања и побољшање квалитета производа, смањење стопе кварова и продужење века трајања калупа/машине.
Контролисањем притиска уља, положаја завртња и брзине завртња машине за бризгање кроз програм на више нивоа, може да тражи да побољша изглед обликованих делова, побољша одговарајуће мере за скупљање, савијање и неравнине и смањи неједнакост величине сваког бризганог дела сваког калупа. .
Контролисањем притиска уља, положаја завртња и брзине завртња машине за бризгање кроз програм на више нивоа, може да тражи да побољша изглед обликованих делова, побољша одговарајуће мере за скупљање, савијање и неравнине и смањи неравнине величине сваког бризганог дела сваког калупа. .
Утицај фаза пуњења калупа и хлађења на искривљеност производа
Под дејством притиска ињектирања, растопљена пластика се пуни у шупљину калупа, хлади и учвршћује у шупљини, што је кључна карика бризгања. У овом процесу, температура, притисак и брзина се спајају једни са другима, што има велики утицај на квалитет и ефикасност производње пластичних делова.
Већи притисци и брзине протока стварају високе брзине смицања, које узрокују разлике у оријентацији молекула паралелно и окомито на смер протока, стварајући „ефекат смрзавања“. "Ефекат замрзавања" ће створити напон смрзавања и формирати унутрашњи напон пластичног дела. Утицај температуре на деформацију савијања се огледа у следећим аспектима.
А. Температурна разлика између горње и доње површине пластичних делова ће изазвати термички стрес и термичку деформацију;
Б. Температурна разлика између различитих области пластичног дела ће изазвати неједнако скупљање између различитих области;
Ц. Различита температурна стања ће утицати на скупљање пластичних делова.
Утицај фазе вађења из калупа на деформацију савијања производа
Пластични делови су углавном стакласти полимери током процеса напуштања шупљине и хлађења на собну температуру. Неуравнотежена сила вађења из калупа, нестабилно кретање механизма за избацивање или неправилна површина избацивања вађења могу лако деформисати производ. Истовремено, напон замрзнут у пластичном делу током фаза пуњења и хлађења ће се ослободити у облику деформације услед губитка спољних ограничења, што ће резултирати деформацијом савијања.
Прави 3Д приступ за израчунавање заосталих напона и коначног облика (скупљање и савијање). Разматрали су утицај фазе паковања, поделили производ у три слоја и анализирали заостало напрезање и деформацију помоћу тродимензионалне мреже. , предложен је нумерички симулациони модел за индуковано заостало напрезање и деформацију након фазе паковања.
Приликом израчунавања заосталог напрезања користи се термовискоеластичан модел (укључујући релаксацију запремине). Метода коначних елемената коју усваја заснива се на теорији љуске састављеној од равних елемената, што је погодно за танкозидне бризгане производе сложених облика.
слика
Решење утицаја скупљања бризганих производа на деформацију савијања
Директан узрок савијања бризганих производа је неравномерно скупљање пластичних делова. Ако се утицај скупљања током процеса пуњења не узме у обзир у фази пројектовања калупа, геометријски облик производа ће се у великој мери разликовати од захтева дизајна, а јака деформација ће довести до распадања производа. Поред деформације изазване фазом пуњења, температурна разлика између горњег и доњег зида калупа ће такође узроковати разлику у скупљању између горње и доње површине пластичног дела, што резултира деформацијом савијања.
За анализу савијања, само скупљање није важно, али је важна разлика у скупљању. У процесу бризгања, брзина скупљања пластике у смеру протока је већа од оне у вертикалном смеру због распореда молекула полимера дуж правца струјања током фазе ињекцијског ливења растопљене пластике, што доводи до деформације савијања. бризганог дела. Генерално, равномерно скупљање изазива само промене у запремини пластичних делова, а само неравномерно скупљање може изазвати деформацију савијања.
Разлика између брзине скупљања кристалне пластике у смеру протока и вертикалном правцу је већа од оне код аморфне пластике, а њена брзина скупљања је такође већа од оне код аморфне пластике. Суперпозиција велике стопе скупљања кристалне пластике и анизотропије скупљања доводи до тога да кристална пластика има много већу тенденцију да се савија од аморфне пластике.
Вишестепени процес бризгања изабран на основу анализе геометријског облика производа: пошто је шупљина производа дубока, а зид танак, шупљина калупа формира дугачак и уски канал за проток, а талина мора да тече. кроз овај део врло брзо У супротном се лако хлади и учвршћује, што ће довести до опасности од пуњења шупљине калупа, па овде треба подесити брзо убризгавање.
Међутим, убризгавање велике брзине ће донети много кинетичке енергије у топљење. Када талина тече на дно, то ће произвести велики инерцијски удар, што ће резултирати губитком енергије и преливом. У овом тренутку топљење мора бити успорено и притисак пуњења мора бити смањен. Одржавајте такозвани притисак задржавања (секундарни притисак, накнадни притисак) да би растопина допунила скупљање растопа у шупљини калупа пре него што се капија очврсне, што поставља захтеве за вишестепену брзину ињектирања и притисак на ињектирање. процес обликовања.
Решење савијања и деформације производа услед преосталог топлотног напрезања
Брзина површине течности треба да буде константна. Треба користити брзо убризгавање како би се спречило смрзавање талине током процеса убризгавања. Подешавање брзине ударца треба да омогући брзо пуњење у критичним областима (као што су тркачи) док успорава на улазу за воду. Брзина убризгавања треба да обезбеди да се шупљина калупа попуни и да се одмах заустави како би се спречило препуњавање, бљесак и заостало напрезање.
