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收縮與翹曲該如何解決 |
發(fā)布時(shí)間:2016-08-22 21:41:33點(diǎn)擊率: |
翹曲(warpage)是塑件未按照設(shè)計(jì)的形狀成形,卻發(fā)生表面的扭曲,塑件翹曲導(dǎo)因于成形塑件的不均勻收縮。假如整個(gè)塑件有均勻的收縮率,塑件變形就不會(huì)翹曲,而僅僅會(huì)縮小尺寸;然而,由于分子鏈/纖維配向性、模具冷卻、塑件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)及成形條件等諸多因素的交互影響,要能達(dá)到低收縮 或均勻收縮是一件非常復(fù)雜的工作。
塑件因收縮不均而產(chǎn)生翹曲,收縮率變化的原因包括:
塑件材料添加填充料與否,會(huì)造成收縮的差異,如圖9所示。當(dāng)塑件具有收縮差異,其肉厚方向與流動(dòng)方向產(chǎn)生不等向收縮,造成的內(nèi)應(yīng)力可能使塑件翹曲。由于強(qiáng)化纖維使塑件的熱收縮便小和模數(shù)變大,所以添加纖維的熱塑性塑料可以抑制收縮,它沿著添加纖維的排列方向(通常是流動(dòng)方向)之收縮比橫向之收縮小。同樣地,添加粒狀填充物的熱塑性塑料比無(wú)添加物的塑料之收縮率小很多。 另一方面,假如無(wú)添加填充材料的塑件具有高度的分子鏈配向性,則為非等向性之收縮,它在分子鏈排列方向有比較大的收縮率。液晶聚合物具有緊密規(guī)則排列的自我強(qiáng)化結(jié)構(gòu),其收縮傾向于非等向性。 不均勻冷卻以及塑件在公模、母模之間肉厚方向的不對(duì)稱(chēng)冷卻都會(huì)導(dǎo)致收縮差異 材料從模壁到中心層發(fā)生不均一的冷卻與收縮,結(jié)果會(huì)在頂出以后造成翹曲。
塑件之收縮量隨著肉厚增加而增加。不均勻肉厚所造成的收縮差異是無(wú)添加強(qiáng)化填充材料之熱塑性塑料塑件發(fā)生翹曲的主要原因。更具體地說(shuō),塑件剖面肉厚的變化通常造成冷卻速率差異與結(jié)晶度差異,結(jié)果就造成收縮差異與塑件翹曲。 低冷卻速率區(qū)域的高度結(jié)晶使塑件產(chǎn)生較大的收縮量
不對(duì)稱(chēng)的幾何形狀會(huì)導(dǎo)致冷卻不均勻和收縮差異,造成塑件翹曲,在平板件的一側(cè)加設(shè)一排補(bǔ)強(qiáng)肋即為不對(duì)稱(chēng)的幾何形狀。
塑件帶肋一側(cè)冷卻較差,導(dǎo)致翹曲。 殘留應(yīng)力也會(huì)造成翹曲,加長(zhǎng)成形品在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間可以改善此類(lèi)翹曲。不均勻的冷卻也會(huì)造成翹曲。頂出時(shí)成形品溫度太高,頂針使成形品翹曲。 另外,當(dāng)熱的成形品掉入集料箱也會(huì)造成翹曲。 塑件溫度分布不均勻會(huì)造成塑件翹曲。造型復(fù)雜的組件也會(huì)造成不均勻的冷卻,尤其沒(méi)設(shè)置冷卻 系統(tǒng)的模具更是如此。 藉由適當(dāng)?shù)乃芗O(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、成形條件及選擇材料,可以減少或控制收縮與翹曲。以下的設(shè)計(jì)規(guī)則所考慮因素可以協(xié)助開(kāi)發(fā)低收縮率與無(wú)翹曲的塑件。 (1) 肉厚避免不均勻的肉厚,或是將肉厚變化區(qū)的變化長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為薄肉厚處肉厚的三倍。 肉厚變化區(qū)的設(shè)計(jì)
塑件具有明顯的收縮、凹陷或氣孔時(shí),將這些區(qū)域變更設(shè)計(jì)成均勻薄肉厚和肋之組合,以提供均勻的收縮、良好的(強(qiáng)度/重量)比值、及良好的成本效率。 對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言,薄肉厚和肋之設(shè)計(jì)優(yōu)于粗厚件。 (2) 平衡充填 應(yīng)盡量設(shè)計(jì)出能夠以固定熔膠波前速度產(chǎn)生平衡充填模式的熔膠傳送系統(tǒng)。 (3) 保壓壓力 雖然高保壓壓力有助于減少收縮,卻可能增加塑件的殘留應(yīng)力和射出成形機(jī)的鎖模力。 更好的設(shè)計(jì)是使用適當(dāng)?shù)谋簤毫统渥愕谋簳r(shí)間,并且在澆口凝固后就解除保壓壓力。而且,采用的保壓壓力必須能夠傳送額外塑料,以補(bǔ)償塑件之體積收縮。 (4) 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng),使整個(gè)塑件和塑件剖面方向都具有均勻且平衡的冷卻效應(yīng)。 (5) 殘留應(yīng)力 增加熔膠溫度、模壁溫度、充填時(shí)間、和模穴厚度,或是縮減保壓壓力和流動(dòng)長(zhǎng)度等,都有助于降低殘留應(yīng)力與分子鏈/纖維配向性。 |
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