Ekstrusioonimasin

Kas teate kõiki tegureid, mis tekitavad ja mõjutavad survevalutoodete sisemist pinget?

1. sisemise stressi teke
Survevalutoodetes on lokaalne pingeseisund igas kohas erinev ja toodete deformatsiooniaste määratakse pingejaotuse järgi. Kui toodet jahutatakse, tekib selline pinge temperatuurigradiendi korral, mistõttu nimetatakse seda tüüpi pinget ka vormimispingeks.
Vaatame lähemalt sissejuhatustekstrusioonimasin.

Survevaluvormide puhul on kahte tüüpi sisepingepakette: üks on vormimispinge ja teine ​​on temperatuuripinge. Kui sula siseneb vormi madalamal temperatuuril, jahtub ja tahkestub õõnsuse seina lähedal olev sula kiiresti, nii et molekulaarse ahela segmendid "külmuvad". Tahkunud polümeerkihi halva soojusjuhtivuse tõttu tekib toote paksuse suunas suur temperatuurigradient. Toote süda tahkestub väga aeglaselt, nii et kui värav on suletud, pole toote keskel asuv sulatusüksus veel tahkestunud ja survevaluvorm ei suuda seejärel jahtumiskahanemist kompenseerida.

Toote sisemine kokkutõmbumine on seega kõva pinnakihi toimele vastupidises suunas; südamik on staatilises pinges, samas kui pinnakiht on staatilises surves.

Kui sula vorm täidab ja voolab, tekivad lisaks pingest tingitud mahukahanemisele ka pinged, mis tulenevad voolamiskanali ja väljundava paisumisest; esimene mõju põhjustab sula voolamise suunaga seotud pingeid, teine ​​aga väljalaskeava paisumisest tingitud pingeid vooluga risti.

2. Stressi mõjutavad protsessifaktorid

(1) Kiire jahutamise tingimustes põhjustab orientatsioon polümeeris sisemise pinge teket. Polümeeri sulami kõrge viskoossuse tõttu ei saa sisemist pinget kiiresti leevendada, mis mõjutab toote füüsikalisi omadusi ja mõõtmete stabiilsust.

Erinevate parameetrite mõju orientatsioonipingetele.

Sulamistemperatuur, kõrge sulamistemperatuur, madal viskoossus, madalam nihkepinge ja vähenenud orientatsioon; teisest küljest muudab kõrge sulamistemperatuur pinge lõdvestumise kiiremaks ja soodustab orientatsiooni puudumise tugevdamise võimet.

Kuid ilma survevaluvormimismasina rõhku muutmata suureneb vormiõõnsuse rõhk ja tugev nihkeefekt viib orientatsioonipinge suurenemiseni.

Hoidmisaja pikendamine kuni düüsi sulgumiseni suurendab orientatsioonipinget.

Sissepritse- või hoidmisrõhu suurendamine suurendab orientatsioonipinget.

Kõrge vormi temperatuur tagab toote aeglase jahtumise ja toimib orientatsiooni muutjana.

Suurendage toote paksust, et vähendada orientatsioonipinget, kuna paksuseinalised tooted jahtuvad aeglaselt, viskoossus suureneb aeglaselt ja pinge lõdvestusprotsess kestab kaua, seega on orientatsioonipinge väike.

(2) Mõju temperatuuristressile

Nagu eespool mainitud, peab vormi täitmisel sulami ja seina vahelise temperatuurigradiendi tõttu esmalt tahkuva sulami välimine kiht aitama peatada hiljem tahkuva sulami sisemise kihi kokkutõmbumist, mille tulemuseks on väliskihis survepinge (kokkutõmbumispinge) ja sisekihis tõmbepinge (orientatsioonipinge).

Kui vorm täidetakse ja seejärel hoitakse pikemat aega rõhu all, lisatakse vormiõõnsusse polümeerisula, mis suurendab õõnsuse rõhku ja muudab ebaühtlase temperatuuri tõttu sisepingeid. Kui aga hoidmisaeg on lühike ja õõnsuse rõhk madal, jääb toode samasse pingeseisundisse kui jahutamisel.

Kui vormiõõnsuse rõhk ei ole jahutusprotsessi alguses piisav, siis toote välimine kiht tahkumise tõttu kahaneb ja moodustab süvendi; kui vormiõõnsuse rõhk ei ole hilisemas etapis, kui toode on moodustanud külma kõva kihi, piisav, siis toote sisemine kiht eraldub kahanemise tõttu või moodustab õõnsuse; kui vormiõõnsuse rõhku hoitakse enne värava sulgemist, aitab see suurendada toote tihedust ja kõrvaldada jahutustemperatuuri pinget, kuid värava lähedal tekib suur pingekontsentratsioon.

Seega näib, et mida suurem on rõhk vormis, seda pikem on hoidmisaeg, mis aitab vähendada temperatuuri tekitatud kokkutõmbumispinget ja vastupidi suurendada survepinget.

3. Sisemise pinge ja toote kvaliteedi vaheline seos

Toote sisemine pinge mõjutab oluliselt toote mehaanilisi omadusi ja jõudlust; sisemise pinge olemasolu ja ebaühtlase jaotumise tõttu toode kasutamise ajal praguneb. Klaasisiirdetemperatuurist madalamal temperatuuril kasutamisel tekib sageli ebakorrapärane deformatsioon või moonutus, mis võib põhjustada ka toote pinna "valgeks" ja häguseks muutumist ning optiliste omaduste halvenemist.

Värava temperatuuri alandamine ja jahutusaja pikendamine aitavad parandada toote pinge ebaühtlust ja muuta toote mehaanilised omadused homogeensemaks.

Nii kristalliliste kui ka mittekristalsete polümeeride puhul on tõmbetugevus anisotroopne. Mittekristalsete polümeeride puhul varieerub tõmbetugevus sõltuvalt värava asukohast; kui värav on vormi täitmise suunaga samas suunas, väheneb tõmbetugevus sulatemperatuuri tõustes; kui värav on vormi täitmise suunaga risti, suureneb tõmbetugevus sulatemperatuuri tõustes.

Sulamistemperatuuri tõus põhjustab orientatsiooni puudumise suurenemist ja orientatsiooni vähenemise tõttu tõmbetugevuse vähenemist. Värava orientatsioon mõjutab orientatsiooni, mõjutades voolu suunda, ja kuna amorfsed polümeerid on anisotroopsemad kui kristallilised polümeerid, on tõmbetugevus vooluga risti olevas suunas esimeste puhul suurem kui viimaste puhul. Madala temperatuuriga sissepritse on suurema mehaanilise anisotroopiaga kui kõrge temperatuuriga sissepritse, nt tugevuse suhe vertikaalsuunas ja voolusuunas on kõrgetel sissepritsetemperatuuridel 1.7 ja madalatel sissepritsetemperatuuridel 2.

Näib, et sulamistemperatuuri tõus, olgu siis kristalliliste või mittekristalliliste polümeeride puhul, viib tõmbetugevuse vähenemiseni, kuid teistsuguse mehhanismi kaudu; esimene tuleneb orientatsiooni kaudu vähenenud mõjust.