Deformazione dei prodotti stampati ad iniezione
La deformazione è uno dei difetti comuni nello stampaggio a iniezione di parti in plastica a guscio sottile, poiché comporta una previsione accurata della deformazione da deformazione e le leggi di deformazione da deformazione delle parti stampate a iniezione di diversi materiali e forme variano notevolmente. Quando la quantità di deformazione supera l'errore consentito, diventa un difetto di formatura, che a sua volta influisce sull'assemblaggio del prodotto.
La previsione accurata della deformazione da deformazione di un gran numero di parti con pareti sempre più sottili (spessore della parete inferiore a 2 mm) è un prerequisito per un controllo efficace dei difetti di deformazione. L'analisi della deformazione della deformazione adotta principalmente l'analisi qualitativa e le misure vengono prese dalla progettazione del prodotto, dalla progettazione dello stampo e dalle condizioni del processo di stampaggio a iniezione per evitare il più possibile la deformazione della deformazione di grandi dimensioni.
Causa Analisi
Muffa
La posizione, la forma e il numero di punti di iniezione del punto di iniezione dello stampo influenzeranno lo stato di riempimento della plastica nella cavità dello stampo, con conseguente deformazione della parte in plastica.
Maggiore è la distanza del flusso, maggiore è la sollecitazione interna causata dal flusso e dall'alimentazione tra lo strato ghiacciato e lo strato di flusso centrale; al contrario, minore è la distanza del flusso, minore è il tempo di flusso dal punto di iniezione all'estremità del flusso del pezzo e lo stampo si congela durante il riempimento Lo spessore dello strato si assottiglia, la sollecitazione interna si riduce e la deformazione anche la deformazione è notevolmente ridotta. Se viene utilizzato solo un punto di iniezione centrale o un punto di iniezione laterale, la parte in plastica stampata risulterà distorta poiché il tasso di restringimento nella direzione del diametro è maggiore di quello nella direzione circonferenziale; se invece vengono utilizzati cancelli a più punti, può essere efficacemente Prevenire deformazioni e deformazioni.
Quando si utilizza la colata a punti per lo stampaggio, anche a causa dell'anisotropia del ritiro plastico, la posizione e il numero di punti di iniezione hanno una grande influenza sul grado di deformazione delle parti in plastica. Poiché viene utilizzato PA6 rinforzato con fibra di vetro al 30%, si ottiene una grande parte stampata a iniezione con un peso di 4,95 kg, quindi ci sono molte nervature di rinforzo lungo la direzione del flusso delle pareti circostanti, in modo che ogni cancello possa essere completamente bilanciato.
Inoltre, l'uso di più punti di iniezione può anche ridurre il rapporto di flusso della plastica (L/t), in modo che la densità del materiale nella cavità dello stampo sia più uniforme e il restringimento sia più uniforme. Allo stesso tempo, l'intera parte in plastica può essere riempita con una piccola pressione di iniezione. La minore pressione di iniezione può ridurre la tendenza all'orientamento molecolare della plastica e ridurre la sua sollecitazione interna, riducendo così la deformazione delle parti in plastica.
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Temperatura dello stampo: la temperatura dello stampo ha una grande influenza sulle prestazioni interne e sulla qualità apparente del prodotto. La temperatura dello stampo dipende dalla presenza o assenza di cristallinità plastica, dalle dimensioni e dalla struttura del prodotto, dai requisiti prestazionali e da altre condizioni di processo (temperatura del fuso, velocità e pressione di iniezione, ciclo di stampaggio, ecc.)
Controllo della pressione: la pressione nel processo di stampaggio a iniezione include la pressione di plastificazione e la pressione di iniezione e influisce direttamente sulla plastificazione della plastica e sulla qualità del prodotto
L'uso di metodi sperimentali per studiare la deformazione dei prodotti in plastica si riflette principalmente nello studio degli effetti delle proprietà dei materiali, della geometria e delle dimensioni del prodotto e delle condizioni del processo di stampaggio a iniezione sulla deformazione del prodotto. È stato progettato un gran numero di esperimenti per ottenere l'influenza della geometria del punto di iniezione, dei parametri di impaccamento (pressione di tenuta e tempo di tenuta) e dell'elasticità dello stampo sulla dimensione finale del prodotto.
Il PET è stato utilizzato come base polimerica e sono state studiate le caratteristiche di deformazione di diversi materiali e diversi pannelli di spessore delle pareti. È stata studiata sperimentalmente la relazione tra il rapporto di rinforzo del disco stampato ad iniezione PA66 rinforzato con fibra di vetro al 33%, l'anisotropia del coefficiente di dilatazione termica lineare, lo spessore del prodotto e la deformazione e il concetto di indice di deformazione è stato proposto per la prima volta . Sono state studiate le caratteristiche di deformazione e la relazione tra indice di deformazione, deformazione e stato di orientamento delle fibre e la relazione tra snervamento e indice di deformazione.
Il metodo sperimentale per studiare la deformazione della deformazione è spesso limitato a una forma geometrica specifica, materiali specifici e condizioni di processo e non può considerare appieno l'influenza di molti fattori sulla deformazione della deformazione e non può prevedere la possibile deformazione durante la fase di progettazione del prodotto. La dimensione della deformazione. Nell'uso effettivo sono evidenti anche i limiti della formula empirica, non solo influenzati dalle condizioni sperimentali, ma anche legati a molti fattori come il metodo di elaborazione dei dati sperimentali e le condizioni di applicazione della formula empirica, e una formula empirica è adatto solo per le condizioni sperimentali. vicino al processo produttivo.
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restringimento/deformazione
Poiché la deformazione da deformazione è correlata a un ritiro non uniforme, la relazione tra ritiro e deformazione del prodotto viene analizzata studiando il comportamento al ritiro di diverse materie plastiche in diverse condizioni di processo. Sulla base del flusso di stampaggio ad iniezione, della pressione di mantenimento e della simulazione del raffreddamento, attraverso esperimenti e metodi di regressione lineare, viene proposto un modello per prevedere il ritiro dei prodotti stampati ad iniezione. Sulla base della previsione del ritiro, la deformazione dei prodotti viene calcolata attraverso programmi di simulazione dell'analisi strutturale.
È difficile ottenere prodotti con elevata precisione dimensionale con materiali ad alto tasso di ritiro. Per ottenere un'elevata precisione, è necessario utilizzare il più possibile resine amorfe e resine con restringimento costante in tutte le direzioni. Per molti materiali, il ritiro del prodotto viene misurato nelle condizioni di variazione della portata, della pressione di mantenimento, del tempo di mantenimento, della temperatura dello stampo, del tempo di riempimento, dello spessore del prodotto e di altri parametri.
In base ai risultati del test, il restringimento del prodotto è suddiviso in tre parti: restringimento volumetrico, restringimento irregolare causato dall'orientamento molecolare e restringimento irregolare causato da un raffreddamento sbilanciato. I metodi di previsione del ritiro per il ritiro volumetrico, il contenuto cristallino, il confinamento dello stampo, l'orientamento della plastica, ecc., utilizzano i risultati dell'analisi del flusso e del raffreddamento per prevedere la deformazione da ritiro.
Progettazione del sistema di raffreddamento
Durante il processo di iniezione, la velocità di raffreddamento irregolare della parte in plastica causerà anche il restringimento irregolare della parte in plastica. Questa differenza nel ritiro porterà alla generazione del momento flettente e della deformazione della parte in plastica.
Se la differenza di temperatura tra la cavità dello stampo e il nucleo utilizzato nello stampaggio a iniezione di parti piatte in plastica è troppo grande, la massa fusa vicino alla superficie della cavità dello stampo freddo si raffredderà rapidamente, mentre lo strato di materiale vicino alla superficie della cavità dello stampo caldo continuerà a restringersi, il restringimento irregolare deformerà la parte in plastica. Pertanto, il raffreddamento dello stampo ad iniezione dovrebbe prestare attenzione all'equilibrio termico della cavità e del nucleo e la differenza di temperatura tra i due non dovrebbe essere troppo grande.
Oltre a considerare che la temperatura sulle superfici interna ed esterna della parte in plastica tende ad essere equilibrata, anche la temperatura su ciascun lato della parte in plastica deve essere considerata costante, ovvero quando lo stampo è raffreddato, cercare di mantenere uniforme la temperatura della cavità e del nucleo, in modo che la velocità di raffreddamento della parte in plastica sia bilanciata, in modo che il restringimento sia più uniforme ovunque, prevenendo efficacemente la deformazione. Pertanto, la disposizione dei fori per l'acqua di raffreddamento sullo stampo è molto importante. Dopo aver determinato la distanza dalla parete del tubo alla superficie della cavità, la distanza tra i fori dell'acqua di raffreddamento dovrebbe essere la più piccola possibile per garantire che la temperatura della parete della cavità sia uniforme.
Allo stesso tempo, poiché la temperatura del mezzo di raffreddamento aumenta con l'aumentare della lunghezza del canale dell'acqua di raffreddamento, la cavità e l'anima dello stampo presenteranno una differenza di temperatura lungo il canale dell'acqua. Pertanto, la lunghezza del canale dell'acqua di ciascun circuito di raffreddamento deve essere inferiore a 2 m. Diversi circuiti di raffreddamento devono essere installati in grandi stampi e l'ingresso di un circuito si trova vicino all'uscita dell'altro circuito. Per le parti in plastica lunghe, è necessario utilizzare un circuito di raffreddamento per ridurre la lunghezza del circuito di raffreddamento, ovvero per ridurre la differenza di temperatura dello stampo, in modo da garantire un raffreddamento uniforme delle parti in plastica.
Anche il design del sistema di espulsione influisce direttamente sulla deformazione della parte in plastica. Se la disposizione del sistema di espulsione è sbilanciata, causerà uno squilibrio nella forza di espulsione e deformerà la parte in plastica. Pertanto, durante la progettazione del sistema di espulsione, dovrebbe cercare di bilanciare la resistenza allo sformatura.
Inoltre, l'area della sezione trasversale dell'asta dell'espulsore non deve essere troppo piccola per evitare che la parte in plastica si deformi a causa di una forza eccessiva per unità di area (soprattutto quando la temperatura di sformatura è troppo alta). L'estrattore deve essere posizionato il più vicino possibile al pezzo con la maggiore resistenza alla sformatura. Partendo dal presupposto di non influire sulla qualità delle parti in plastica (compresi i requisiti di utilizzo, la precisione dimensionale e l'aspetto, ecc.), è necessario installare il maggior numero possibile di perni di espulsione per ridurre la deformazione complessiva delle parti in plastica.
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Quando la plastica morbida viene utilizzata per produrre parti in plastica con grandi cavità profonde e pareti sottili, a causa dell'elevata resistenza alla sformatura e del materiale morbido, se si adotta completamente un unico metodo di espulsione meccanica, le parti in plastica verranno deformate o addirittura spinte. Oppure la parte in plastica verrà rottamata a causa della piegatura. Sarà preferibile utilizzare una combinazione multicomponente o una combinazione di pressione del gas (idraulica) ed espulsione meccanica.
Influenza dello stress termico residuo sulla deformazione e deformazione dei prodotti
Nel processo di stampaggio a iniezione, lo stress termico residuo è un fattore importante che causa deformazioni e deformazioni e ha un impatto maggiore sulla qualità dei prodotti stampati a iniezione. Poiché l'influenza dello stress termico residuo sulla deformazione del prodotto è molto complessa, i progettisti di stampi possono analizzarla e prevederla con l'aiuto del software CAE per lo stampaggio a iniezione.
Durante il processo di stampaggio della plastica fusa, a causa dell'orientamento irregolare e del restringimento, la sollecitazione interna non è uniforme, quindi dopo che il prodotto è stato rilasciato dallo stampo, si deformerà e si deformerà sotto l'azione di una sollecitazione interna irregolare. Pertanto, molti studiosi analizzano e calcolano lo stress interno e la deformazione dei prodotti dal punto di vista della meccanica. In alcune letterature straniere, la deformazione è considerata causata dallo stress residuo generato da un ritiro irregolare.
Nella fase di raffreddamento dello stampaggio ad iniezione, quando la temperatura è superiore alla temperatura di transizione vetrosa, la plastica è un fluido viscoelastico, accompagnato da rilassamento dello stress: quando la temperatura è inferiore alla temperatura di transizione vetrosa, la plastica diventa solida. Questa transizione di fase liquido-solido e il rilassamento della sollecitazione della plastica durante il raffreddamento hanno una grande influenza sulla previsione accurata della sollecitazione residua e della deformazione residua dei prodotti.
La transizione di fase e il comportamento di rilassamento delle sollecitazioni delle materie plastiche da liquido a solido durante la fase di raffreddamento. Per l'area non polimerizzata, la plastica mostra un comportamento viscoso, descritto da un modello di fluido viscoso; per l'area indurita, la plastica mostra un comportamento viscoelastico, descritto da un modello solido lineare standard, utilizzando un modello di transizione di fase viscoelastico e un metodo a elementi finiti bidimensionale per prevedere le sollecitazioni termiche residue e le corrispondenti deformazioni di deformazione.
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Influenza della fase di plastificazione sulla deformazione da deformazione del prodotto
Nella fase di plastificazione, le particelle di vetro vengono trasformate in uno stato fluido viscoso per fornire il fuso necessario per il riempimento dello stampo. In questo processo, la differenza di temperatura del polimero in direzione assiale e in direzione radiale (rispetto alla vite) causerà stress nella plastica; inoltre, la pressione di iniezione, la velocità e altri parametri della macchina per iniezione influenzeranno notevolmente il grado di orientamento molecolare durante il riempimento. , causando deformazione di deformazione.
Utilizzare una bassa velocità all'inizio dell'iniezione, un'alta velocità durante il riempimento della cavità dello stampo e un'iniezione a bassa velocità quando il riempimento è vicino alla fine. Attraverso il controllo e la regolazione della velocità di iniezione, è possibile prevenire e migliorare vari fenomeni indesiderati come sbavature, segni di spruzzo, barre d'argento o segni bruciati.
Il programma di controllo dell'iniezione multistadio può ragionevolmente impostare la pressione di iniezione multistadio, la velocità di iniezione, la pressione di mantenimento e il metodo di fusione in base alla struttura del corridore, alla forma del cancello e alla struttura della parte stampata a iniezione, che è favorevole per migliorare l'effetto plastificante e migliorare la qualità del prodotto, ridurre il tasso di difetti e prolungare la vita dello stampo/macchina.
Controllando la pressione dell'olio, la posizione della vite e la velocità della vite della macchina per lo stampaggio a iniezione attraverso un programma multilivello, può cercare di migliorare l'aspetto delle parti stampate, migliorare le misure corrispondenti per restringimento, deformazione e sbavatura e ridurre il irregolarità delle dimensioni di ciascuna parte stampata ad iniezione di ciascuno stampo. .
Controllando la pressione dell'olio, la posizione della vite e la velocità della vite della macchina per lo stampaggio a iniezione attraverso un programma multilivello, può cercare di migliorare l'aspetto delle parti stampate, migliorare le misure corrispondenti per restringimento, deformazione e bava e ridurre l'irregolarità delle dimensioni di ciascuna parte stampata ad iniezione di ciascuno stampo. .
Influenza delle fasi di riempimento e raffreddamento dello stampo sulla deformazione del prodotto
Sotto l'azione della pressione di iniezione, la plastica fusa viene riempita nella cavità dello stampo, raffreddata e solidificata nella cavità, che è l'anello chiave dello stampaggio a iniezione. In questo processo, temperatura, pressione e velocità sono accoppiate tra loro, il che ha un grande impatto sulla qualità e sull'efficienza produttiva delle parti in plastica.
Pressioni e velocità di flusso più elevate generano velocità di taglio elevate, che causano differenze nell'orientamento delle molecole parallele e perpendicolari alla direzione del flusso, creando un "effetto di congelamento". L '"effetto congelamento" genererà uno stress da congelamento e formerà lo stress interno della parte in plastica. L'influenza della temperatura sulla deformazione di deformazione si riflette nei seguenti aspetti.
A. La differenza di temperatura tra le superfici superiore e inferiore delle parti in plastica causerà stress termico e deformazione termica;
B. La differenza di temperatura tra le diverse aree della parte in plastica causerà un restringimento irregolare tra le diverse aree;
C. Diversi stati di temperatura influenzeranno il restringimento delle parti in plastica.
Influenza della fase di sformatura sulla deformazione di orditura del prodotto
Le parti in plastica sono per lo più polimeri vetrosi durante il processo di uscita dalla cavità e raffreddamento a temperatura ambiente. Una forza di sformatura sbilanciata, un movimento instabile del meccanismo di espulsione o un'area di espulsione impropria dell'espulsione possono facilmente deformare il prodotto. Allo stesso tempo, lo stress congelato nella parte plastica durante le fasi di riempimento e raffreddamento verrà rilasciato sotto forma di deformazione dovuta alla perdita di vincoli esterni, con conseguente deformazione di deformazione.
Vero approccio 3D per calcolare le sollecitazioni residue e la forma finale (ritiro e deformazione). Hanno considerato l'influenza della fase di confezionamento, hanno diviso il prodotto in tre strati e analizzato la tensione residua e la deformazione mediante una maglia tridimensionale. , viene proposto un modello di simulazione numerica per lo stress residuo indotto e la deformazione dopo la fase di impaccamento.
Quando si calcola la sollecitazione residua, viene utilizzato un modello termoviscoelastico (compreso il rilassamento del volume). Il metodo degli elementi finiti che adotta si basa sulla teoria del guscio composta da elementi planari, adatta per prodotti stampati a iniezione a parete sottile con forme complesse.
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La soluzione all'effetto del restringimento dei prodotti stampati ad iniezione sulla deformazione da deformazione
La causa diretta della deformazione dei prodotti stampati a iniezione è il restringimento irregolare delle parti in plastica. Se l'impatto del restringimento durante il processo di riempimento non viene considerato nella fase di progettazione dello stampo, la forma geometrica del prodotto differirà notevolmente dai requisiti di progettazione e una forte deformazione causerà lo scarto del prodotto. Oltre alla deformazione causata dalla fase di riempimento, la differenza di temperatura tra le pareti superiore e inferiore dello stampo provocherà anche la differenza di ritiro tra le superfici superiore e inferiore della parte in plastica, con conseguente deformazione da imbarcamento.
Per l'analisi della deformazione, il restringimento in sé non è importante, ma la differenza nel restringimento è importante. Nel processo di stampaggio a iniezione, il tasso di restringimento della plastica nella direzione del flusso è maggiore di quello nella direzione verticale a causa della disposizione delle molecole di polimero lungo la direzione del flusso durante la fase di stampaggio a iniezione della plastica fusa, con conseguente deformazione della deformazione della parte stampata ad iniezione. Generalmente, un ritiro uniforme provoca solo cambiamenti nel volume delle parti in plastica e solo un ritiro irregolare può causare deformazioni da deformazione.
La differenza tra il tasso di restringimento della plastica cristallina nella direzione del flusso e nella direzione verticale è maggiore di quella della plastica amorfa e anche il suo tasso di restringimento è maggiore di quello della plastica amorfa. La sovrapposizione dell'elevato tasso di restringimento delle plastiche cristalline e l'anisotropia del restringimento fa sì che le plastiche cristalline abbiano una tendenza alla deformazione molto maggiore rispetto alle plastiche amorfe.
Il processo di stampaggio a iniezione multistadio selezionato in base all'analisi della forma geometrica del prodotto: poiché la cavità del prodotto è profonda e la parete è sottile, la cavità dello stampo forma un canale di flusso lungo e stretto e il fuso deve fluire attraverso questa parte molto rapidamente Altrimenti, è facile raffreddare e solidificare, il che comporterà il pericolo di riempire la cavità dello stampo, quindi è necessario impostare qui l'iniezione ad alta velocità.
Tuttavia, l'iniezione ad alta velocità porterà molta energia cinetica alla fusione. Quando il fuso scorre verso il basso, produrrà un grande impatto inerziale, con conseguente perdita di energia e tracimazione. A questo punto, il fuso deve essere rallentato e la pressione di riempimento deve essere ridotta. Mantenere la cosiddetta pressione di tenuta (pressione secondaria, pressione di follow-up) per fare in modo che il fuso integri il restringimento del fuso nella cavità dello stampo prima che il cancello si solidifichi, il che pone requisiti per la velocità di iniezione multistadio e la pressione sull'iniezione processo di stampaggio.
Soluzione alla deformazione e deformazione del prodotto dovuta a stress termico residuo
La velocità della superficie del fluido dovrebbe essere costante. L'iniezione rapida deve essere utilizzata per impedire il congelamento della massa fusa durante il processo di iniezione. L'impostazione della velocità di sparo dovrebbe consentire un riempimento rapido nelle aree critiche (come i corridori) mentre si rallenta all'ingresso dell'acqua. La velocità di iniezione dovrebbe garantire che la cavità dello stampo sia riempita e si fermi immediatamente per evitare il riempimento eccessivo, la bava e lo stress residuo.
