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注塑件收縮不均勻的原因?
注塑加工中何謂收縮? => 工件的收縮可視為是幾何尺寸上之縮減。
可分為以下注塑件收縮的形態(tài):
1.均勻收縮 工件不會(huì )產(chǎn)生變形而改變其形狀,只是變得較小而已。
2.收縮不平均 工件會(huì )產(chǎn)生變形并且改變其形狀,不只變得較小而已。
何謂翹曲?
當 內應力(因收縮不均)?。尽〔牧蟿偠?nbsp; =>產(chǎn)生翹曲
若塑件發(fā)生不均勻收縮,往往造成內應力(internal stress)分布不均。若此應力超過(guò)塑件剛度(stiffness),將造成塑件翹曲(warpage)及變形(distortion),影響塑件尺寸安定性(dimensional stability)。
收縮不均四大原因:
1.融膠溫度不同:融膠溫度高者收縮量大
2.冷卻速度不同 (晶質(zhì)材料)(asymmetric shrinkage):
原因:冷卻速度快 < 冷卻速度慢(原因: 冷卻速度慢者分子有時(shí)間排列,所以收縮量大)
3.融膠流向不同(非晶質(zhì)材料)(anisotropy):簡(jiǎn)而來(lái)說(shuō)沿流向者拉伸內應力大,故收縮量大。塑料在充填過(guò)程中由于流動(dòng)配向(flow orientation)的原因,使分子鏈發(fā)生配向現象。被配向的高分子鏈在流動(dòng)方向及垂直流動(dòng)方向受到的拉伸(stretch)情形各異,使收縮行為亦有所不同。稱(chēng)之為方向收縮性(directional shrinkage)。一般而言,流動(dòng)方向收縮率(in-flow shrinkage)較垂直流動(dòng)收縮率(cross-flowshrinkage)為高。這是因為流動(dòng)方向塑料高分子鏈被伸張的情形較嚴重,恢復未伸張狀態(tài)的趨勢較大。由于流動(dòng)配向所造成的差異收縮現象往往造成塑件的翹曲變形。因此若能打散分子配向性將有助于收縮的均勻性,減少方向收縮造成的翹曲變形4.尺寸不同(differential thermal strain):簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)尺寸大者收縮量大
由于設計引發(fā)的翹區:
肉厚(wall thickness)大小
肉厚較厚的區域,冷卻及保壓較為困難,所需冷卻時(shí)間較長(cháng),保壓效果較差。在脫模后仍保持局部高溫,持續冷卻。因此在局部肉厚較厚處,如肋(rib),容易有局部收縮造成塑件產(chǎn)生凹痕(sink mark)的現象發(fā)生。因此對于有工件變化的塑件,進(jìn)澆位置選擇在較厚處可有利于保壓,即使工件處發(fā)生固化,仍可順利傳遞保壓壓力,改善收縮現象。
肉厚變化(wall thickness variation)
塑件肉厚均勻會(huì )改善收縮。若塑件肉厚分布不均,應考慮由于不同冷卻保壓效果所導致的收縮差異是否會(huì )引起塑件的翹曲變形,以及在肉厚過(guò)渡區域(wall thickness transition regions)造成的應力集中(stress concentration)問(wèn)題
肉厚過(guò)渡區域(緩沖區域)的內應力集中現象會(huì )造成短期(short term)或長(cháng)期(long term)翹曲問(wèn)題、降低塑件機械性能(mechanical performance)等缺點(diǎn)。塑件可引入補強肋(reinforcing rib)來(lái)補強結構強度以減少收縮。肋與塑件壁接觸部份應大到足以減緩應力集中(stress concentration)問(wèn)題,克服流動(dòng)阻力;但亦應注意可能引發(fā)之凹痕(sink mark)問(wèn)題。一般而言,凹痕大小亦受塑料收縮特性影響,在強度剛度的考慮下,若能利用掏空(core out)方式減少塑件肉厚,有助于減少收縮。
成型條件與變形
作為與變形有關(guān)的成型條件必須特別注意的是注射及保壓時(shí)間﹑冷卻時(shí)間﹑注射速度﹑模具溫度。
1. 注射及保壓時(shí)間
注射與保壓的總和時(shí)間要設計得長(cháng)于澆口封閉時(shí)間。如果比澆口封閉時(shí)間短﹐則有時(shí)變形增大。
2. 冷卻時(shí)間
一般而言﹐延長(cháng)冷卻時(shí)間會(huì )使變形減小。
3.注射速度
根據成型品形狀的不同﹐有時(shí)注射速度快則變形小﹐有時(shí)相反﹐注射速度慢則變形小。在實(shí)際成型中﹐要通過(guò)改變注射速度來(lái)找出變形最小的條件。
4. 模具溫度
模具溫度低的成型品變形小。但是﹐如果成型品的使用溫度高﹐有時(shí)則會(huì )產(chǎn)生后收縮變形或尺寸變化的問(wèn)題。模具溫度要根據這些因素綜合考慮決定。
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