EN 
ES
PT
SV
DE
TR
FR
RU
VN
ID
UZ
MX
IN
آیا همه عواملی که باعث ایجاد و تأثیر تنش داخلی در محصولات قالبگیری تزریقی میشوند را میشناسید؟
۱. ایجاد تنش داخلی
در محصولات قالبگیری تزریقی، حالت تنش موضعی در هر مکان متفاوت است و میزان تغییر شکل محصولات با توزیع تنش تعیین میشود. اگر محصول سرد شود. اگر گرادیان دما وجود داشته باشد، این نوع تنش ایجاد میشود، بنابراین به این نوع تنش، «تنش قالبگیری» نیز گفته میشود.
بیایید نگاهی به مقدمه بیندازیمدستگاه اکستروژن.
دو نوع بسته تنش داخلی برای محصولات قالبگیری تزریقی وجود دارد: یکی تنش قالبگیری و دیگری تنش دمایی. هنگامی که مذاب با دمای پایینتر وارد قالب میشود، مذاب نزدیک دیواره حفره با سرعت زیادی خنک و جامد میشود، به طوری که بخشهای زنجیره مولکولی "منجمد" میشوند. به دلیل رسانایی حرارتی ضعیف لایه پلیمری جامد شده، یک گرادیان دمایی بزرگ در جهت ضخامت محصول ایجاد میشود. قلب محصول بسیار آهسته جامد میشود، به طوری که وقتی دریچه بسته میشود، واحد مذاب در مرکز محصول هنوز جامد نشده است و دستگاه قالبگیری تزریقی قادر به جبران انقباض ناشی از خنک شدن نیست.
بنابراین، انقباض داخلی محصول در جهت مخالف عملکرد لایه سخت پوست است؛ هسته در کشش استاتیکی قرار دارد در حالی که لایه سطحی در فشار استاتیکی است.
وقتی مذاب قالب را پر میکند و جریان مییابد، علاوه بر اثر انقباض حجمی ناشی از تنش، تنشهایی نیز وجود دارد که ناشی از اثر انبساط راهگاه و خروجی دروازه است؛ اثر اول باعث ایجاد تنشهایی مرتبط با جهت جریان مذاب میشود، و اثر دوم به دلیل اثر انبساط خروجی باعث ایجاد تنشهایی در جهت عمود بر جریان میشود.
۲. عوامل فرآیندی مؤثر بر استرس
(1) در اثر تنش در شرایط خنکسازی سریع، جهتگیری منجر به تشکیل تنش داخلی در پلیمر میشود. به دلیل ویسکوزیته بالای مذاب پلیمر، تنش داخلی نمیتواند به سرعت کاهش یابد و بر خواص فیزیکی و پایداری ابعادی محصول تأثیر میگذارد.
تأثیر پارامترهای مختلف بر تنشهای جهتگیری.
دمای ذوب، دمای ذوب بالا، ویسکوزیته پایین، تنش برشی کمتر و جهتگیری کاهشیافته؛ از سوی دیگر، دمای ذوب بالا باعث میشود که آزادسازی تنش سریعتر انجام شود و توانایی تقویت عدم جهتگیری افزایش یابد.
با این حال، بدون تغییر فشار دستگاه قالبگیری تزریقی، فشار حفره قالب افزایش مییابد و اثر برشی قوی منجر به افزایش تنش جهتگیری میشود.
طولانی شدن زمان نگهداشتن نازل تا بسته شدن کامل آن، منجر به افزایش تنش جهتگیری میشود.
افزایش فشار تزریق یا فشار نگهداری، تنش جهتگیری را افزایش میدهد.
دمای بالای قالب تضمین میکند که محصول به آرامی خنک میشود و به عنوان یک ناهماهنگی عمل میکند.
ضخامت محصول را افزایش دهید تا تنش جهتگیری کاهش یابد، زیرا محصولات دیواره ضخیم به آرامی خنک میشوند، ویسکوزیته به آرامی افزایش مییابد و فرآیند آزادسازی تنش مدت زمان طولانی طول میکشد، بنابراین تنش جهتگیری کوچک است.
(2) تأثیر بر تنش دمایی
همانطور که در بالا ذکر شد، به دلیل گرادیان دما بین مذاب و دیواره هنگام پر کردن قالب، لایه بیرونی مذاب که ابتدا جامد میشود، باید به جلوگیری از انقباض لایه داخلی مذاب که بعداً جامد میشود، کمک کند که منجر به تنش فشاری (تنش انقباضی) در لایه بیرونی و تنش کششی (تنش جهتگیری) در لایه داخلی میشود.
اگر قالب پر شود و سپس برای مدت زمان طولانیتری تحت فشار نگه داشته شود، مذاب پلیمری به حفره قالب اضافه میشود و فشار حفره را افزایش میدهد که باعث تغییر تنشهای داخلی ناشی از دماهای ناهموار میشود. با این حال، اگر زمان نگهداری کوتاه و فشار حفره کم باشد، محصول در همان حالت تنشی که هنگام خنک شدن داشته، باقی میماند.
اگر فشار حفره قالب در ابتدای فرآیند خنکسازی کافی نباشد، لایه بیرونی محصول به دلیل انجماد منقبض شده و فرورفتگی ایجاد میکند؛ اگر فشار حفره قالب در مرحله بعدی که محصول یک لایه سخت سرد تشکیل داده است کافی نباشد، لایه داخلی محصول به دلیل انقباض جدا شده یا حفره ایجاد میکند؛ اگر فشار حفره قالب قبل از بسته شدن دریچه حفظ شود، به افزایش چگالی محصول و از بین بردن تنش دمای خنکسازی کمک میکند، اما تمرکز تنش زیادی در نزدیکی دریچه ایجاد میشود.
بنابراین به نظر میرسد که هر چه فشار در قالب بیشتر باشد، زمان نگهداری طولانیتر میشود که به کاهش تنش انقباضی ناشی از دما و برعکس افزایش تنش فشاری کمک میکند.
۳. رابطه بین استرس داخلی و کیفیت محصول
وجود تنش داخلی در محصول، به طور جدی بر خواص مکانیکی و عملکرد محصول تأثیر میگذارد؛ به دلیل وجود و توزیع ناهموار تنش داخلی، محصول در فرآیند استفاده ترک میخورد. در صورت استفاده در دمای پایینتر از دمای انتقال شیشهای، اغلب تغییر شکل نامنظم یا تاب برداشتن رخ میدهد که میتواند باعث سفید و کدر شدن سطح محصول و کاهش خواص نوری آن شود.
کاهش دما در ورودی و افزایش زمان خنکسازی به بهبود ناهمواری تنش در محصول کمک کرده و خواص مکانیکی محصول را همگن میسازد.
برای پلیمرهای بلوری و غیر بلوری، استحکام کششی ناهمسانگرد است. برای پلیمرهای غیر بلوری، استحکام کششی بسته به محل قرارگیری دریچه تغییر میکند؛ وقتی دریچه در جهتی مشابه با پر شدن قالب قرار دارد، استحکام کششی با افزایش دمای مذاب کاهش مییابد؛ وقتی دریچه عمود بر جهت پر شدن قالب است، استحکام کششی با افزایش دمای مذاب افزایش مییابد.
افزایش دمای مذاب منجر به افزایش عدم جهتگیری و کاهش استحکام کششی به دلیل کاهش جهتگیری میشود. جهتگیری دریچه با تأثیرگذاری بر جهت جریان، بر جهتگیری تأثیر میگذارد و از آنجا که پلیمرهای آمورف ناهمسانگردتر از پلیمرهای بلوری هستند، استحکام کششی در جهت عمود بر جریان برای اولی بیشتر از دومی است. تزریق در دمای پایین ناهمسانگردی مکانیکی بیشتری نسبت به تزریق در دمای بالا دارد، به عنوان مثال نسبت استحکام در جهت عمودی به جریان در دماهای تزریق بالا ۱.۷ و در دماهای تزریق پایین ۲ است.
به نظر میرسد که افزایش دمای مذاب، چه برای پلیمرهای بلوری و چه غیر بلوری، منجر به کاهش استحکام کششی میشود، اما با مکانیسمی متفاوت؛ مورد اول به دلیل کاهش اثر از طریق جهتگیری است.
فهرست مندرجات
او با نزدیک به 20 سال سابقه در صنعت تجهیزات اکستروژن هوشمند، نقشهای کلیدی در Jwell Machinery، از جمله مدیر کل و رئیس دورهای، داشته است. از سال 2024، او چندین شرکت تابعه را مدیریت کرده، گسترش کسب و کار و ارتقاء صنعتی را هدایت کرده و در عین حال نوآوری در تولید هوشمند و رشد جهانی را رهبری کرده است.
