Nevyvážené chlazení

od stěny formy do jejího středu může způsobit tepelně indukované zbytkové napětí. Kromě toho může dojít k asymetrickému tepelně indukovanému zbytkovému napětí, pokud je rychlost ochlazování obou povrchů nevyvážená. Takové nevyvážené ochlazování má za následek asymetrický průběh tahu a tlaku napříč dílem, což způsobuje ohybový moment, který má tendenci způsobovat deformace dílu. To je znázorněno na obrázku 3 níže. V důsledku toho jsou díly s nerovnoměrnou tloušťkou nebo špatně chlazené oblasti náchylné k nevyváženému chlazení, a tím i ke zbytkovým tepelným napětím. U středně složitých dílů je rozložení zbytkových napětí způsobených teplem dále komplikováno nestejnou tloušťkou stěn, chlazením formy a omezením formy vůči volnému smršťování.

OBRÁZEK 3. Asymetrické tepelně indukované zbytkové napětí způsobené nevyváženým chlazením napříč tloušťkou výlisku způsobuje deformace výlisku.

Proměnlivá hustota zmrazení

Následující obrázek znázorňuje změny hustoty zmrazeného materiálu způsobené průběhem tlaku v obalu.

Teplotní profil

Na levém obrázku je vykreslen teplotní profil v jednom místě na dílu. Pro účely ilustrace je díl rozdělen na osm stejných vrstev po celé tloušťce dílu. Profil ukazuje teplotu v okamžiku tuhnutí (zamrznutí) pro každou vrstvu (t1 až t8). Všimněte si, že materiál začíná tuhnout od vnějších vrstev a zamrzlé rozhraní se s časem posouvá dovnitř.

Tlaková stopa

Na prostředním obrázku je znázorněn typický průběh tlaku, který ukazuje úrovně tlaku (P1 až P8) při tuhnutí jednotlivých vrstev. Obecně lze říci, že tlak během plnění postupně roste a dosahuje maxima v počáteční fázi balení, poté začne klesat v důsledku ochlazování a zamrzání hradla. V souladu s tím materiál ve vnějších a středních vrstvách tuhne při nízké úrovni tlaku, zatímco střední vrstvy tuhnou při vysokém tlaku při plnění.

Specifický objem zmrazeného materiálu

Na pravém obrázku je znázorněna stopa specifického objemu pro vrstvu 5 na grafu pvT a konečné specifické objemy zmrazené ve všech vrstvách, označené očíslovanými plnými kruhy.

OBRÁZEK 4. Faktory, které ovlivňují vývoj specifického objemu "zamrzlého v"
Diferenciální smršťování

Vzhledem k měrným objemům zmrazených materiálů se jednotlivé vrstvy smršťují různě, a to podle křivek pvT, kterými se řídí chování materiálu při smršťování. Hypoteticky, pokud by se jednotlivé vrstvy oddělily od ostatních (jak je znázorněno na obrázku 5), pak by se materiálové prvky na levém obrázku níže smrštily stejně jako prvky na prostředním obrázku. V tomto případě mají mezivrstvy tendenci smršťovat se méně než ostatní, protože mají nižší měrný objem po zamrznutí (nebo ekvivalentně vyšší hustotu po zamrznutí). Ve skutečnosti jsou všechny vrstvy vázány dohromady. Proto bude konečným výsledkem kompromisní rozložení smrštění, při kterém budou mezivrstvy stlačeny a vnější a střední vrstvy roztaženy.