Aflögun sprautumótaðra vara
Aflögun er einn af algengum göllunum við sprautumótun á þunnri skel plasthlutum, vegna þess að hún felur í sér nákvæma spá um aflögun á skekkju og aflögunarlögmál sprautumótaðra hluta af mismunandi efnum og lögun eru mjög mismunandi. Þegar magn skekkju fer yfir leyfilega villu verður það myndgalla, sem aftur hefur áhrif á samsetningu vöru.
Nákvæm spá um skekkjuaflögun á fjölda sífellt þynnri hluta (veggþykkt minni en 2 mm) er forsenda skilvirkrar stjórnunar á skekkjugöllum. Skeiðaflögunargreining notar að mestu leyti eigindlega greiningu og ráðstafanir eru gerðar frá vöruhönnun, mótahönnun og innspýtingarferlisaðstæðum til að koma í veg fyrir mikla skekkjuaflögun eins mikið og mögulegt er.
Orsakagreining
Mygla
Staða, form og fjöldi hliða sprautumótshliðsins mun hafa áhrif á fyllingarástand plastsins í moldholinu, sem leiðir til aflögunar á plasthlutanum.
Því lengri sem flæðisfjarlægðin er, því meiri innri streita sem stafar af flæði og straumi milli frosna lagsins og miðflæðislagsins; þvert á móti, því styttri sem flæðisfjarlægðin er, því styttri er flæðistíminn frá hliðinu að flæðisenda hlutans, og moldið mun frjósa við fyllingu. Þykkt lagsins er þynnt, innri streita minnkar og vinda. aflögun minnkar einnig mjög. Ef aðeins eitt miðhlið eða eitt hliðarhlið er notað, mun mótaða plasthlutinn brenglast vegna þess að rýrnunarhraði í þvermálsstefnu er meiri en í ummálsstefnu; ef mörg punkthlið eru notuð í staðinn er hægt að koma í veg fyrir skekkju og aflögun á áhrifaríkan hátt.
Þegar blettasteypa er notuð til mótunar, einnig vegna anisotropy plastrýrnunar, hefur staða og fjöldi hliða mikil áhrif á hversu aflögun plasthluta er. Vegna þess að 30 prósent glertrefjastyrkt PA6 er notað, er útkoman Stór sprautumótaður hluti með þyngd 4,95 kg, þannig að það eru mörg styrktarrif meðfram flæðisstefnu nærliggjandi veggja, þannig að hægt sé að jafna hvert hlið að fullu.
Að auki getur notkun margra hliða einnig stytt plastflæðishlutfallið (L / t), þannig að efnisþéttleiki í moldholinu er jafnari og rýrnunin er einsleitari. Á sama tíma er hægt að fylla allan plasthlutann undir litlum inndælingarþrýstingi. Lægri innspýtingarþrýstingur getur dregið úr sameindastefnu plasts og dregið úr innri streitu þess og þannig dregið úr aflögun plasthluta.
mynd
Hitastig molds: Hitastig moldsins hefur mikil áhrif á innri frammistöðu og augljós gæði vörunnar. Hitastig mótsins fer eftir tilvist eða fjarveru plastkristöllunar, stærð og uppbyggingu vörunnar, frammistöðukröfur og aðrar vinnsluaðstæður (bræðsluhitastig, inndælingarhraði og innspýtingsþrýstingur, mótunarferill osfrv.)
Þrýstastýring: Þrýstingurinn í sprautumótunarferlinu felur í sér mýkingarþrýsting og innspýtingarþrýsting og hefur bein áhrif á mýkingu plasts og vörugæði
Notkun tilraunaaðferða til að rannsaka skekkju plastvara endurspeglast aðallega í rannsóknum á áhrifum efniseiginleika, rúmfræði vöru og stærð, og sprautumótunarferlisskilyrðum á vöruskekkju. Mikill fjöldi tilrauna var hannaður til að fá áhrif frá rúmfræði hliðsins, pökkunarstærðum (haldþrýstingi og haldtíma) og myglu teygjanleika á endanlega stærð vörunnar.
PET var notað sem fjölliðugrunnur og vardareiginleikar mismunandi efna og mismunandi veggþykktar spjöldum voru rannsakaðir. Sambandið milli styrkingarhlutfalls 33 prósenta glerstyrktra trefja PA66 sprautumótaðs disks, anisotropy línulegs varmaþenslustuðuls, þykkt vörunnar og skekkju var rannsakað í tilraunaskyni og hugmyndin um skekkjuvísitölu var lögð til í fyrsta skipti. . Skeiðareiginleikar, og sambandið á milli skekkjuvísitölu, skekkju- og stefnustöðu trefja, og sambandið milli ávöxtunar og skekkjuvísitölu voru rannsökuð.
Tilraunaaðferðin til að rannsaka skekkjuaflögun er oft takmörkuð við ákveðna rúmfræðilega lögun, tiltekna efnis- og vinnsluaðstæður, og getur ekki að fullu tekið tillit til áhrifa margra þátta á skekkjuaflögun og getur ekki sagt fyrir um hugsanlega skekkju á vöruhönnunarstigi. Stærð aflögunarinnar. Í raunverulegri notkun eru takmarkanir reynsluformúlunnar einnig augljósar, ekki aðeins fyrir áhrifum af tilraunaaðstæðum, heldur einnig tengdar mörgum þáttum eins og vinnsluaðferð tilraunagagnanna og notkunarskilyrðum reynsluformúlunnar og reynsluformúlu. hentar aðeins við tilraunaaðstæður. nálægt framleiðsluferlinu.
mynd
skreppa/vinda
Þar sem rýrnunaraflögun tengist ójafnri rýrnun, er sambandið milli rýrnunar og vöruskekkju greind með því að rannsaka rýrnunarhegðun mismunandi plasts við mismunandi ferlisaðstæður. Á grundvelli sprautumótunarflæðis, þrýstingshalds og kælingarlíkingar, með tilraunum og línulegum aðhvarfsaðferðum, er lagt til líkan til að spá fyrir um rýrnun sprautumótaðra vara. Á grundvelli spár um rýrnun er aflögun vara reiknuð út með hermiforritum fyrir burðargreiningu.
Það er erfitt að fá vörur með mikilli víddarnákvæmni með efnum með háan rýrnunarhraða. Til að stefna að mikilli nákvæmni ætti að nota formlaust plastefni og plastefni með stöðugri rýrnun í allar áttir eins mikið og mögulegt er. Fyrir mörg efni er rýrnun vörunnar mæld við þær aðstæður að breyta flæðishraða, haldþrýstingi, geymslutíma, hitastigi móts, fyllingartíma, vöruþykkt og aðrar breytur.
Samkvæmt niðurstöðum prófunar er rýrnun vörunnar skipt í þrjá hluta: rúmmálsrýrnun, ójafn rýrnun af völdum sameindastefnu og ójafn rýrnun af völdum ójafnvægrar kælingar. Aðferðir til að spá fyrir um rýrnun fyrir rúmmálsrýrnun, kristallað innihald, innilokun myglu, plaststefnu osfrv., nota niðurstöður flæðis- og kælingargreiningar til að spá fyrir um rýrnunarálag.
Hönnun kælikerfis
Meðan á inndælingarferlinu stendur mun ójafn kælihraði plasthlutans einnig valda ójafnri rýrnun plasthlutans. Þessi munur á rýrnun mun leiða til myndunar beygju augnabliks og vinda á plasthlutanum.
Ef hitamunurinn á moldholinu og kjarnanum sem notaður er við sprautumótun flata plasthluta er of mikill mun bráðnin nálægt yfirborði kalda moldholsins kólna hratt, en efnislagið nálægt yfirborði heita moldholsins. mun halda áfram að minnka, ójöfn rýrnun mun skemma plasthlutann. Þess vegna ætti kæling sprautumótsins að fylgjast með hitajafnvægi holrúmsins og kjarnans og hitamunurinn á milli þeirra ætti ekki að vera of mikill.
Auk þess að hafa í huga að hitastigið á innra og ytra yfirborði plasthlutans hefur tilhneigingu til að vera í jafnvægi, ætti einnig að líta á hitastigið á hvorri hlið plasthlutans vera í samræmi, það er að segja þegar mótið er kælt, reyndu að Haltu hitastigi holrúms og kjarna einsleitt í gegn, þannig að kælihraði plasthlutans sé í jafnvægi, þannig að rýrnunin sé einsleitari alls staðar og kemur í raun í veg fyrir aflögun. Þess vegna er fyrirkomulag kælivatnshola á mótinu mjög mikilvægt. Eftir að fjarlægðin frá pípuveggnum að yfirborði holrúmsins er ákvörðuð ætti fjarlægðin milli kælivatnsholanna að vera eins lítil og mögulegt er til að tryggja að hitastig holrúmsveggsins sé einsleitt.
Á sama tíma, þar sem hitastig kælimiðilsins eykst með aukningu lengdar kælivatnsrásarinnar, mun hola og kjarni moldsins hafa hitamun meðfram vatnsrásinni. Þess vegna þarf að lengd vatnsrásar hvers kælirásar sé minni en 2m. Nokkrar kælirásir ættu að vera settar upp í stórum mótum og inntak annarrar hringrásar er staðsett nálægt úttakinu á hinni hringrásinni. Fyrir langa plasthluta ætti að nota kælirás til að draga úr lengd kælirásarinnar, það er að draga úr hitamun á moldinu, til að tryggja samræmda kælingu á plasthlutunum.
Hönnun útkastskerfisins hefur einnig bein áhrif á aflögun plasthlutans. Ef skipulag útblásturskerfisins er í ójafnvægi mun það valda ójafnvægi í útfallskraftinum og afmynda plasthlutann. Þess vegna, við hönnun útkastskerfisins, ætti það að leitast við að halda jafnvægi við mótstöðuþolið.
Að auki ætti þversniðsflatarmál útstöngarinnar ekki að vera of lítið til að koma í veg fyrir að plasthlutinn vansköpist vegna of mikils krafts á hverja flatarmálseiningu (sérstaklega þegar hitastig úr forminu er of hátt). Útkastapinninn ætti að vera sem næst þeim hluta sem hefur mesta mótstöðu við mótstöðu. Undir þeirri forsendu að hafa ekki áhrif á gæði plasthluta (þar á meðal notkunarkröfur, víddarnákvæmni og útlit, osfrv.), ætti að setja upp eins marga útkastapinna og mögulegt er til að draga úr heildar aflögun plasthluta.
mynd
Þegar mjúkt plast er notað til að framleiða stórt djúpt holrúm og þunnveggað plasthluti, vegna mikillar mótstöðuþols og mjúks efnis, ef ein vélræn útskilnaðaraðferð er algjörlega tekin upp, verða plasthlutarnir aflögaðir eða jafnvel ýttir í gegnum. Eða plasthlutinn verður rifinn vegna þess að hann fellur saman. Það mun vera betra að nota fjölþætta samsetningu eða blöndu af gasþrýstingi (vökvaþrýstingi) og vélrænni útkasti.
Áhrif afgangs hitauppstreymis á vindingu og aflögun vara
Í sprautumótunarferlinu er hitauppstreymiafgangur mikilvægur þáttur sem veldur vindi og aflögun og hefur meiri áhrif á gæði sprautumótaðra vara. Þar sem áhrif afgangs hitauppstreymis á vöruskekkju eru mjög flókin geta mótahönnuðir greint og spáð fyrir um það með hjálp CAE hugbúnaðar fyrir sprautumótun.
Í mótunarferli plastbræðslunnar, vegna ójafnrar stefnu og rýrnunar, er innra álagið ójafnt, þannig að eftir að varan hefur losnað úr moldinni mun hún undrast og afmyndast undir áhrifum ójafnrar innri streitu. Þess vegna greina og reikna margir fræðimenn innri streitu og skekkju vöru frá sjónarhóli vélfræði. Í sumum erlendum bókmenntum er skekkju talið stafa af afgangsálagi sem myndast af ójafnri rýrnun.
Á kælistigi sprautumótunar, þegar hitastigið er hærra en glerbreytingshitastigið, er plastið seigjuteygjanlegur vökvi, ásamt streituslökun: þegar hitastigið er lægra en glerbreytingarhitastigið verður plastið fast. Þessi vökva-fasta fasabreyting og streituslökun á plasti við kælingu hefur mikil áhrif á nákvæma spá um afgangsstreitu og leifar aflögunar á vörum.
Fasaskipti og streituslökunarhegðun plasts úr vökva í fast efni meðan á kælingu stendur. Fyrir óherta svæðið sýnir plastið seigfljótandi hegðun, sem er lýst með seigfljótandi vökva líkani; fyrir hernaða svæðið sýnir plastið seigjuteygjanlega hegðun, sem er lýst með stöðluðu línulegu solidi líkani, sem notar seig-teygjanlegt fasabreytingarlíkan og tvívíddar endanlegt frumefnisaðferð til að spá fyrir um hitauppstreymi og samsvarandi skekkjuaflögun.
mynd
Áhrif mýkingarstigs á aflögun vörunnar
Á mýkingarstiginu er glerögnunum breytt í seigfljótandi vökvaástand til að veita bræðsluna sem þarf til að fylla mótið. Í þessu ferli mun hitamunur fjölliðunnar í axial stefnu og geislastefnu (miðað við skrúfuna) valda streitu í plastinu; að auki mun innspýtingsþrýstingur, hraði og aðrar breytur innspýtingarvélarinnar hafa mikil áhrif á hve sameindarstefnan er við fyllingu. , sem veldur skekkju aflögun.
Notaðu lágan hraða í upphafi inndælingar, háhraða þegar þú fyllir moldholið og lághraða innspýtingu þegar fylling er undir lok. Með því að stjórna og stilla inndælingarhraða er hægt að koma í veg fyrir og bæta ýmis óæskileg fyrirbæri eins og burrs, úðamerki, silfurstangir eða brunamerki.
Fjölþrepa innspýtingarstýringarkerfið getur stillt fjölþrepa innspýtingarþrýsting, inndælingarhraða, haldþrýsting og bræðsluaðferð með sanngjörnum hætti í samræmi við uppbyggingu hlauparans, formi hliðsins og uppbyggingu sprautumótaðs hluta, sem er tilvalið. til að bæta mýkingaráhrifin og bæta vörugæði, draga úr gallatíðni og lengja líftíma myglu/vélar.
Með því að stjórna olíuþrýstingi, skrúfustöðu og skrúfuhraða sprautumótunarvélarinnar í gegnum fjölþrepa forrit getur hún reynt að bæta útlit mótaðra hluta, bæta samsvarandi ráðstafanir fyrir rýrnun, vinda og burr, og draga úr stærðarójafnvægi hvers sprautumótaðs hluta hvers móts. .
Með því að stjórna olíuþrýstingi, skrúfustöðu og skrúfuhraða sprautumótunarvélarinnar í gegnum fjölþrepa forrit getur hún reynt að bæta útlit mótaðra hluta, bæta samsvarandi ráðstafanir fyrir rýrnun, vinda og burr og draga úr ójöfnuði. af stærð hvers sprautumótaðs hluta hvers móts. .
Áhrif fyllingar- og kælistigs á myglu á skekkju vörunnar
Undir virkni innspýtingarþrýstings er bráðnu plastið fyllt í moldholið, kælt og storknað í holrýminu, sem er lykilhlekkurinn í sprautumótun. Í þessu ferli eru hitastig, þrýstingur og hraði tengt saman, sem hefur mikil áhrif á gæði og framleiðslu skilvirkni plasthluta.
Hærri þrýstingur og flæðishraði mynda háan skurðhraða, sem veldur mun á stefnu sameinda samsíða og hornrétt á flæðisstefnuna, sem skapar „frystingaráhrif“. "Frystiáhrifin" munu mynda frostálag og mynda innri streitu plasthlutans. Áhrif hitastigs á aflögun vinda koma fram í eftirfarandi þáttum.
A. Hitastigsmunurinn á efri og neðri yfirborði plasthluta mun valda hitaálagi og hitauppstreymi;
B. Hitastigsmunurinn milli mismunandi svæða plasthlutans mun valda ójafnri rýrnun milli mismunandi svæða;
C. Mismunandi hitastig mun hafa áhrif á rýrnun plasthluta.
Áhrif afformunarstigsins á aflögun vörunnar
Plasthlutar eru að mestu leyti glerkenndar fjölliður meðan á því stendur að yfirgefa holrúmið og kæla niður í stofuhita. Ójafnvægi frá mótunarkrafti, óstöðug hreyfing á útkastunarbúnaðinum eða óviðeigandi útkastsvæði af mótun getur auðveldlega afmyndað vöruna. Á sama tíma losnar álagið sem frosið er í plasthlutanum á fyllingar- og kælingarstigum í formi aflögunar vegna taps á ytri þvingunum, sem leiðir til aflögunar aflögunar.
Sönn 3D nálgun til að reikna út afgangsspennu og endanlega lögun (rýrnun og skekkja). Þeir íhuguðu áhrif pökkunarstigsins, skiptu vörunni í þrjú lög og greindu afgangsspennu og aflögun með þrívíðu möskva. , er lagt til tölulegt hermilíkan fyrir framkallaða afgangsstreitu og aflögun eftir pökkunarfasa.
Við útreikning á afgangsálagi er notast við varmaviscoelastic líkan (þar á meðal rúmmálsslökun). Endanlegu frumefnisaðferðin sem hún notar byggir á skeljakenningunni sem samanstendur af sléttum þáttum, sem hentar fyrir þunnveggaðar sprautumótaðar vörur með flókin lögun.
mynd
Lausnin á áhrifum rýrnunar á sprautumótuðum vörum á aflögun aflögunar
Bein orsök skekkju sprautumótaðra vara er misjöfn rýrnun plasthluta. Ef áhrif rýrnunar á fyllingarferlinu eru ekki tekin til greina á hönnunarstigi mótsins, mun rúmfræðileg lögun vörunnar vera mjög frábrugðin hönnunarkröfum og alvarleg aflögun mun valda því að varan verður rifin. Til viðbótar við aflögunina sem stafar af fyllingarstiginu mun hitastigsmunurinn á milli efri og neðri veggja mótsins einnig valda muninum á rýrnun á efri og neðri yfirborði plasthlutans, sem leiðir til aflögunar aflögunar.
Fyrir stríðsgreiningu er rýrnunin sjálf ekki mikilvæg, en munurinn á rýrnun er mikilvægur. Í sprautumótunarferlinu er rýrnunarhraði plastsins í flæðisstefnu meiri en í lóðréttri átt vegna uppröðunar fjölliða sameindanna meðfram flæðisstefnunni á sprautumótunarstigi bráðna plastsins, sem leiðir til aflögunar aflögunar. af sprautumóta hlutanum. Almennt veldur samræmd rýrnun aðeins breytingum á rúmmáli plasthluta, og aðeins ójöfn rýrnun getur valdið aflögun.
Munurinn á rýrnunarhraða kristallaðs plasts í flæðisstefnu og lóðréttri stefnu er meiri en myndlauss plasts og rýrnunarhraði þess er einnig meiri en formlauss plasts. Yfirbygging hins mikla rýrnunarhraða kristallaðs plasts og anisotropy rýrnunar leiðir til þess að Kristallað plast hefur mun meiri tilhneigingu til að vinda en myndlaust plast.
Fjölþrepa sprautumótunarferlið valið byggt á greiningu á rúmfræðilegri lögun vörunnar: vegna þess að hola vörunnar er djúpt og veggurinn er þunnur, myndar moldholið langa og þrönga flæðisrás og bræðslan verður að flæða. í gegnum þennan hluta mjög fljótt Annars er auðvelt að kæla og storkna, sem leiðir til hættu á að fylla moldholið, þannig að háhraða innspýting ætti að vera stillt hér.
Hins vegar mun háhraða innspýting koma með mikla hreyfiorku til bræðslunnar. Þegar bræðslan rennur til botns mun hún valda miklum tregðuáhrifum, sem leiðir til orkutaps og yfirflæðis. Á þessum tíma verður að hægja á bræðslunni og minnka áfyllingarþrýstinginn. Haltu svokölluðum haldþrýstingi (annarþrýstingur, eftirfylgniþrýstingur) til að bræðslan bæti rýrnun bræðslunnar inn í moldholið áður en hliðið storknar, sem setur fram kröfur um fjölþrepa inndælingarhraða og þrýsting á inndælinguna. mótunarferli.
Lausn á vöktun og aflögun vöru vegna hitauppstreymis sem eftir stendur
Hraði vökvayfirborðsins ætti að vera stöðugur. Nota skal hraða inndælingu til að koma í veg fyrir að bræðslan frjósi meðan á inndælingunni stendur. Stilling skothraða ætti að gera kleift að fylla hratt á mikilvæg svæði (eins og hlaupara) á meðan hægt er á vatnsinntakinu. Inndælingarhraði ætti að tryggja að moldholið sé fyllt og stöðvast strax til að koma í veg fyrir offyllingu, leiftur og álag.
