بواسطة آندي من مصنع بايير
تم التحديث في 5 نوفمبر 2022
1. معدل الانكماش
شكل وحساب انكماش صب اللدائن الحرارية كما ذكرنا أعلاه، فإن العوامل التي تؤثر على انكماش صب اللدائن الحرارية هي كما يلي:
1.1 أصناف البلاستيك أثناء عملية صب اللدائن الحرارية، نظرًا لتغير الحجم الناتج عن التبلور، والإجهاد الداخلي القوي، والإجهاد المتبقي الكبير المجمد في الجزء البلاستيكي، والتوجه الجزيئي القوي، يكون معدل الانكماش أعلى من معدل اللدائن المتصلدة بالحرارة.بالإضافة إلى ذلك، فإن الانكماش بعد القولبة، والانكماش بعد التلدين أو معالجة تكييف الرطوبة يكون أكبر بشكل عام من البلاستيك المتصلد بالحرارة.
1.2 خصائص الأجزاء البلاستيكية عندما تلامس المادة المنصهرة سطح التجويف، تبرد الطبقة الخارجية على الفور لتشكل قشرة صلبة منخفضة الكثافة.بسبب ضعف التوصيل الحراري للبلاستيك، يتم تبريد الطبقة الداخلية للجزء البلاستيكي ببطء لتشكل طبقة صلبة عالية الكثافة ذات انكماش كبير.لذلك، فإن سمك الجدار، والتبريد البطيء، وسمك الطبقة ذات الكثافة العالية سوف يتقلص بشكل كبير.وبالإضافة إلى ذلك، فإن وجود أو عدم وجود إدراجات وتخطيط وكمية الإدخالات يؤثر بشكل مباشر على اتجاه تدفق المواد، وتوزيع الكثافة ومقاومة الانكماش، وبالتالي فإن خصائص الأجزاء البلاستيكية لها تأثير أكبر على حجم واتجاه الانكماش.
1.3 تؤثر عوامل مثل شكل وحجم وتوزيع مدخل التغذية بشكل مباشر على اتجاه تدفق المواد، وتوزيع الكثافة، وتغذية الضغط، ووقت التشكيل.منفذ التغذية المباشر ومنفذ التغذية ذو المقطع العرضي الكبير (خاصة المقطع العرضي السميك) لهما انكماش صغير ولكن اتجاه كبير، ومنفذ التغذية الواسع والقصير له اتجاه صغير.بالقرب من منفذ التغذية أو بالتوازي مع اتجاه تدفق المواد، يكون الانكماش كبيرًا.
1.4 شروط التشكيل درجة حرارة القالب مرتفعة، والمادة المنصهرة تبرد ببطء، والكثافة عالية، والانكماش كبير، وخاصة بالنسبة للمادة البلورية، والانكماش أكبر بسبب التبلور العالي وتغير الحجم الكبير.ويرتبط توزيع درجة حرارة القالب أيضًا بالتبريد الداخلي والخارجي وتوحيد كثافة الجزء البلاستيكي، مما يؤثر بشكل مباشر على
ويؤثر على حجم واتجاه انكماش كل جزء.بالإضافة إلى ذلك، فإن ضغط الإمساك والوقت لهما أيضًا تأثير كبير على الانكماش، يكون الانكماش صغيرًا ولكن الاتجاه يكون كبيرًا عندما يكون الضغط مرتفعًا والوقت طويل.ضغط الحقن مرتفع، وفرق اللزوجة للمادة المنصهرة صغير، وضغط قص الطبقة البينية صغير، والارتداد المرن بعد القولبة كبير، لذلك يمكن تقليل الانكماش بشكل مناسب، ودرجة حرارة المادة مرتفعة، والانكماش كبير ، ولكن الاتجاه صغير.ولذلك، فإن ضبط درجة حرارة القالب، الضغط، سرعة الحقن ووقت التبريد وعوامل أخرى أثناء عملية التشكيل يمكن أن يغير بشكل مناسب انكماش الجزء البلاستيكي.
عند تصميم القالب، وفقًا لنطاق الانكماش للمواد البلاستيكية المختلفة، وسمك جدار وشكل الجزء البلاستيكي، وشكل وحجم وتوزيع منفذ التغذية، يتم تحديد معدل انكماش كل جزء من الجزء البلاستيكي بالتجربة، ومن ثم يتم حساب حجم التجويف.بالنسبة للأجزاء البلاستيكية عالية الدقة وعندما يكون من الصعب السيطرة على معدل الانكماش، يجب استخدام الطرق التالية لتصميم القالب:
① خذ معدل الانكماش الأصغر للقطر الخارجي للأجزاء البلاستيكية، ومعدل الانكماش الأكبر للقطر الداخلي، وذلك لإفساح المجال للتصحيح بعد تجربة القالب.
②يحدد اختبار القالب الشكل والحجم وظروف التشكيل لنظام البوابات.
③ تتم معالجة الأجزاء البلاستيكية المراد معالجتها لاحقًا لتحديد التغير في الأبعاد (يجب إجراء القياس بعد 24 ساعة من إزالة القالب).
④ قم بتصحيح القالب وفقًا للانكماش الفعلي.
⑤ أعد تجربة القالب وقم بتغيير ظروف العملية لتعديل قيمة الانكماش قليلاً لتلبية متطلبات الأجزاء البلاستيكية.
2. السيولة
2.1 يمكن عمومًا تحليل سيولة اللدائن الحرارية من سلسلة من المؤشرات مثل الوزن الجزيئي، ومؤشر الذوبان، وطول التدفق الحلزوني لأرخميدس، واللزوجة الظاهرة ونسبة التدفق (طول العملية/سمك الجدار البلاستيكي).الوزن الجزيئي الصغير، توزيع الوزن الجزيئي الواسع، ضعف انتظام البنية الجزيئية، مؤشر الذوبان العالي، طول التدفق الحلزوني الطويل، اللزوجة الواضحة المنخفضة، ونسبة التدفق الكبيرة، السيولة جيدة.في صب الحقن.وفقًا لمتطلبات تصميم القالب، يمكن تقسيم سيولة المواد البلاستيكية شائعة الاستخدام تقريبًا إلى ثلاث فئات:
①سيولة جيدة PA، PE، PS، PP، CA، بولي (4) ميثيل بنتيلين؛
②راتنج سلسلة البوليسترين (مثل ABS، AS)، PMMA، POM، إيثر البوليفينيلين مع سيولة متوسطة؛
③جهاز كمبيوتر شخصي ضعيف السيولة، PVC الصلب، إيثر البوليفينيلين، بولي سلفون، بولي أريل سلفون، البلاستيك الفلوري.
2.2 تتغير سيولة المواد البلاستيكية المختلفة أيضًا بسبب عوامل التشكيل المختلفة.العوامل المؤثرة الرئيسية هي كما يلي:
① كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت سيولة المادة، ولكن المواد البلاستيكية المختلفة تختلف أيضًا، PS (خاصة مقاومة الصدمات وقيمة MFR العالية)، PP، PA، PMMA، البوليسترين المعدل (مثل ABS، AS)، تختلف سيولة PC وCA وغيرها من المواد البلاستيكية بشكل كبير مع درجة الحرارة.بالنسبة لـ PE، POM، فإن زيادة أو نقصان درجة الحرارة ليس له تأثير يذكر على سيولته.لذلك، يجب على الأول ضبط درجة الحرارة للتحكم في السيولة أثناء القولبة.
②عندما يزيد ضغط الحقن، سيتم قص المادة المنصهرة بشكل كبير، وستزداد السيولة أيضًا، خاصة أن PE وPOM أكثر حساسية، لذلك يجب تعديل ضغط الحقن للتحكم في السيولة أثناء القولبة.
③يؤثر الشكل والحجم والتخطيط وتصميم نظام التبريد ومقاومة تدفق المواد المنصهرة (مثل تشطيب السطح وسمك قسم المقدمة وشكل التجويف ونظام العادم) وعوامل أخرى بشكل مباشر على تدفق المواد المنصهرة في التجويف.السيولة الفعلية في الداخل، فإذا انخفضت درجة حرارة المادة المنصهرة وزادت مقاومة السيولة، ستنخفض السيولة.عند تصميم القالب، ينبغي اختيار هيكل معقول وفقا لميوعة البلاستيك المستخدم.أثناء عملية التشكيل، يمكن أيضًا التحكم في درجة حرارة المادة، درجة حرارة القالب، ضغط الحقن، سرعة الحقن وعوامل أخرى لضبط حالة التعبئة بشكل صحيح لتلبية احتياجات القولبة.
3. التبلور
يمكن تقسيم اللدائن الحرارية إلى فئتين: اللدائن البلورية واللدائن غير البلورية (المعروفة أيضًا باسم غير المتبلور) وفقًا لغياب التبلور أثناء التكثيف.
ما يسمى بظاهرة التبلور هو أنه عندما يتغير البلاستيك من الحالة المنصهرة إلى حالة التكثيف، تتحرك الجزيئات بشكل مستقل، تماما في حالة مضطربة، وتتوقف الجزيئات عن الحركة بحرية، وفقا لموضع ثابت قليلا، ويكون هناك ميل لجعل الترتيب الجزيئي نموذجا طبيعيا.ظاهرة.
كمعيار للحكم على مظهر هذين النوعين من البلاستيك، فإنه يعتمد على شفافية الأجزاء البلاستيكية ذات الجدران السميكة من البلاستيك.بشكل عام، تكون المواد البلورية معتمة أو شفافة (مثل POM، وما إلى ذلك)، وتكون المواد غير المتبلورة شفافة (مثل PMMA، وما إلى ذلك).ولكن هناك استثناءات، مثل بولي (4) ميثيل بنتيلين وهو بلاستيك بلوري ولكنه ذو شفافية عالية، وABS مادة غير متبلورة ولكنها ليست شفافة.
عند تصميم القالب واختيار آلة التشكيل بالحقن، يجب ملاحظة المتطلبات والاحتياطات التالية للمواد البلاستيكية البلورية:
①الحرارة المطلوبة لارتفاع درجة حرارة المادة إلى درجة حرارة القولبة كبيرة، وينبغي استخدام المعدات ذات قدرة التلدين الكبيرة.
②الحرارة المنبعثة أثناء التبريد كبيرة، لذا يجب تبريدها بالكامل.
③ فرق الجاذبية النوعية بين الحالة المنصهرة والحالة الصلبة كبير، وانكماش القالب كبير، وتكون فتحات الانكماش والمسام عرضة لحدوثها.
④تبريد سريع، وبلورة منخفضة، وانكماش صغير، وشفافية عالية.ترتبط التبلور بسمك جدار الجزء البلاستيكي، وسمك الجدار بطيء التبريد، والبلورة عالية، والانكماش كبير، والخصائص الفيزيائية جيدة.لذلك، يجب أن تتحكم المادة البلورية في درجة حرارة القالب كما هو مطلوب.
⑤ تباين كبير وضغط داخلي كبير.بعد القالب، تميل الجزيئات غير المتبلورة إلى الاستمرار في التبلور وتكون في حالة من عدم توازن الطاقة، والتي تكون عرضة للتشوه والالتواء.
⑥ نطاق درجة حرارة التبلور ضيق، ومن السهل حقن المواد غير الذائبة في القالب أو سد منفذ التغذية.
4. المواد البلاستيكية الحساسة للحرارة والمواد البلاستيكية التي تتحلل بسهولة
4.1 الحساسية الحرارية تعني أن بعض المواد البلاستيكية أكثر حساسية للحرارة، وأن وقت التسخين طويل عند درجة حرارة عالية أو أن المقطع العرضي لمنفذ التغذية صغير جدًا، وعندما يكون عمل القص كبيرًا، تزيد درجة حرارة المادة وتكون عرضة إلى اللون والتدهور والتحلل.لديها هذه الخاصية.تسمى المواد البلاستيكية بالبلاستيك الحساس للحرارة.مثل PVC الصلب، كلوريد البولي فينيلدين، كوبوليمر أسيتات الفينيل، POM، بولي كلورو ثلاثي فلورو إيثيلين، إلخ. عندما تتحلل المواد البلاستيكية الحساسة للحرارة، يتم إنشاء منتجات ثانوية مثل المونومرات والغازات والمواد الصلبة، خاصة أن بعض الغازات المتحللة تكون مزعجة أو مسببة للتآكل أو سامة. لجسم الإنسان والمعدات والقوالب.ولذلك، ينبغي إيلاء الاهتمام لتصميم القالب، واختيار آلات القولبة بالحقن والقولبة.ينبغي اختيار آلات القولبة بالحقن اللولبية.يجب أن يكون المقطع العرضي لنظام البوابات كبيرًا.يجب أن يكون القالب والبرميل مطليين بالكروم، ويجب ألا تكون هناك زوايا.إضافة مثبت لإضعاف خصائصه الحساسة للحرارة.
4.2 حتى لو كانت بعض المواد البلاستيكية (مثل الكمبيوتر الشخصي) تحتوي على كمية صغيرة من الماء، فإنها سوف تتحلل تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع.تسمى هذه الخاصية بالتحلل المائي السهل، والذي يجب تسخينه وتجفيفه مسبقًا.
5. تكسير الإجهاد وكسر الذوبان
5.1 بعض المواد البلاستيكية حساسة للإجهاد، وتكون عرضة للضغط الداخلي أثناء القولبة وتكون هشة وسهلة التشقق.سوف تتشقق الأجزاء البلاستيكية تحت تأثير القوة الخارجية أو المذيبات.ولتحقيق هذه الغاية، بالإضافة إلى إضافة إضافات إلى المواد الخام لتحسين مقاومة التشقق، ينبغي الاهتمام بتجفيف المواد الخام، وينبغي اختيار ظروف القولبة بشكل معقول لتقليل الضغط الداخلي وزيادة مقاومة التشقق.وينبغي اختيار شكل معقول من الأجزاء البلاستيكية، ولا ينبغي تعيين تدابير مثل إدراجات لتقليل تركيز الإجهاد.عند تصميم القالب، يجب زيادة ميل القولبة، ويجب اختيار منفذ تغذية وآلية طرد معقولة.أثناء عملية التشكيل، يجب ضبط درجة حرارة المادة ودرجة حرارة القالب وضغط الحقن ووقت التبريد بشكل صحيح لتجنب القالب عندما تكون الأجزاء البلاستيكية باردة جدًا وهشة.، بعد القولبة، يجب أيضًا معالجة الأجزاء البلاستيكية لاحقًا لتحسين مقاومة التشقق، والقضاء على الضغط الداخلي ومنع ملامسة المذيبات.
5.2 عندما يمر ذوبان البوليمر بمعدل تدفق ذوبان معين عبر فتحة الفوهة عند درجة حرارة ثابتة ويتجاوز معدل تدفقه قيمة معينة، تسمى الشقوق العرضية الواضحة على سطح الذوبان كسر الذوبان، مما سيؤدي إلى إتلاف المظهر والخصائص الفيزيائية للبوليمر الأجزاء البلاستيكية.لذلك، عند اختيار البوليمرات ذات معدل تدفق ذوبان مرتفع، وما إلى ذلك، يجب زيادة المقطع العرضي للفوهة والعداء ومنفذ التغذية، ويجب تقليل سرعة الحقن، ويجب زيادة درجة حرارة المادة.
6. الأداء الحراري ومعدل التبريد
6.1 تتميز المواد البلاستيكية المختلفة بخصائص حرارية مختلفة مثل الحرارة النوعية والتوصيل الحراري ودرجة حرارة التشوه الحراري.عند التلدين بحرارة نوعية عالية، يلزم وجود كمية كبيرة من الحرارة، ويجب اختيار آلة قولبة بالحقن ذات قدرة تلدين كبيرة.يمكن أن يكون وقت تبريد البلاستيك مع درجة حرارة التشوه العالية قصيرًا وتكون عملية إزالة القالب مبكرة، ولكن يجب منع تشوه التبريد بعد عملية إزالة القالب.المواد البلاستيكية ذات الموصلية الحرارية المنخفضة لديها معدل تبريد بطيء (مثل البوليمرات الأيونية، وما إلى ذلك)، لذلك يجب تبريدها بالكامل، ويجب تعزيز تأثير التبريد للقالب.قوالب العداء الساخن مناسبة للمواد البلاستيكية ذات الحرارة النوعية المنخفضة والموصلية الحرارية العالية.إن المواد البلاستيكية ذات الحرارة النوعية الكبيرة، والموصلية الحرارية المنخفضة، ودرجة حرارة التشوه الحراري المنخفضة ومعدل التبريد البطيء لا تساعد على القولبة عالية السرعة، ويجب اختيار آلات قولبة الحقن المناسبة ويجب تعزيز تبريد القالب.
6.2 يشترط وجود أنواع مختلفة من البلاستيك للحفاظ على معدل تبريد مناسب حسب أنواعها وخصائصها وشكل الأجزاء البلاستيكية.لذلك، يجب ضبط القالب بنظام تسخين وتبريد وفقًا لمتطلبات القالب للحفاظ على درجة حرارة معينة للقالب.عندما تزيد درجة حرارة المادة من درجة حرارة القالب، يجب تبريدها لمنع تشوه الأجزاء البلاستيكية بعد القولبة، وتقصير دورة التشكيل، وتقليل التبلور.عندما لا تكون حرارة النفايات البلاستيكية كافية للحفاظ على القالب عند درجة حرارة معينة، يجب تجهيز القالب بنظام تسخين لإبقاء القالب عند درجة حرارة معينة للتحكم في معدل التبريد أو ضمان السيولة أو تحسين ظروف التعبئة أو التحكم في البلاستيك أجزاء لتبرد ببطء.منع التبريد غير المتساوي داخل وخارج الأجزاء البلاستيكية ذات الجدران السميكة وتحسين التبلور.بالنسبة لأولئك الذين لديهم سيولة جيدة ومساحة قولبة كبيرة ودرجة حرارة غير متساوية للمواد، وفقًا لظروف صب الأجزاء البلاستيكية، يتم أحيانًا استخدام التسخين أو التبريد بالتناوب أو يتم استخدام التدفئة والتبريد المحلي معًا.لهذا الغرض، يجب أن يكون القالب مجهزًا بنظام تبريد أو تسخين مناسب.
وقت النشر: 29 نوفمبر 2022
