الفصل 25-3، الإجهاد المتبقي، قالب الحقن الصيني

الشكل 5. تنشأ إجهادات متغيرة متبقية ويتشوه الجزء عندما تتفاعل طبقات ذات أحجام مختلفة متجمدة في الحجم المحدد مع بعضها البعض

الإجهاد المتبقي في التجويف الداخلي مقابل الإجهاد المتبقي في العملية

تُعد بيانات الإجهاد المتبقي الناجم عن العملية أكثر فائدة بكثير من بيانات الإجهاد المتبقي داخل التجويف لمحاكاة التشكيل. فيما يلي تعريفات للمصطلحين، إلى جانب مثال يوضح الفرق بينهما.

الإجهاد المتبقي الناجم عن العملية

بعد طرد الجزء، تتحرر القيود من تجويف القالب، ويصبح الجزء حرًا في الانكماش والتشوه. بعد أن يستقر إلى حالة التوازن، يسمى الإجهاد المتبقي داخل الجزء بالإجهاد المتبقي الناجم عن العملية، أو ببساطة الإجهاد المتبقي. يمكن أن يكون الإجهاد المتبقي الناجم عن العملية ناجمًا عن التدفق أو ناجمًا عن الحرارة، مع كون الأخير هو المكون المهيمن.

الإجهاد المتبقي داخل التجويف

بينما لا يزال الجزء مقيدًا في تجويف القالب، يُشار إلى الإجهاد الداخلي الذي يتراكم أثناء التصلب بالإجهاد المتبقي داخل التجويف. هذا الإجهاد المتبقي داخل التجويف هو القوة التي تدفع انكماش الجزء بعد الطرد والالتواء.

مثال على ذلك

يؤدي توزيع الانكماش الموصوف في Warpage بسبب الانكماش التفاضلي إلى شكل إجهاد متبقي ناجم عن الحرارة للجزء المقذوف، كما هو موضح في الشكل السفلي الأيسر أدناه. شكل الإجهاد في الشكل العلوي الأيسر هو الإجهاد المتبقي داخل التجويف، حيث يظل الجزء المقولب مقيدًا داخل القالب قبل الطرد. وبمجرد إخراج الجزء وتحرير القوة المقيدة من القالب، يتقلص الجزء وينكمش وينحرف لتحرير الإجهاد المتبقي المدمج (إجهاد الشد بشكل عام، كما هو موضح) ويصل إلى حالة الاتزان. تعني حالة الاتزان أنه لا توجد قوة خارجية تؤثر على الجزء ويجب أن يتوازن إجهاد الشد والضغط على المقطع العرضي للجزء مع بعضهما البعض. تتوافق الأشكال الموجودة على الجانب الأيمن مع حالة التبريد غير المنتظم عبر سُمك الجزء، وبالتالي التسبب في توزيع غير متماثل للإجهاد المتبقي.

الشكل 6. شكل الإجهاد المتبقي داخل التجويف (في الأعلى) مقابل شكل الإجهاد المتبقي الناجم عن العملية وشكل الجزء بعد الطرد (في الأسفل).

تقليل الإجهاد المتبقي الناجم عن الحرارة

ستؤدي الظروف التي تؤدي إلى تعبئة كافية ودرجات حرارة أكثر اتساقًا لجدار القالب إلى تقليل الضغوط المتبقية الناتجة عن الحرارة. وتشمل هذه الشروط:
- ضغط التعبئة المناسب ومدة التعبئة المناسبة
- تبريد موحد لجميع أسطح الجزء
- سمك مقطع الجدار الموحد