Kapitel 26-1, Krympning og skævvridning

Hvorfor opstår de?

Krympning er en naturlig del af sprøjtestøbningsprocessen. Krympning opstår, fordi
polymerens massefylde varierer fra forarbejdningstemperaturen til den omgivende temperatur
(se specifik volumen (pvT-diagram)). Under sprøjtestøbning skaber variationen i krympning både globalt og gennem et emnes tværsnit indre spændinger. Disse såkaldte restspændinger (se Restspændinger) virker på en del med effekter, der ligner eksternt påførte spændinger. Hvis de restspændinger, der opstår under støbningen, er høje
nok til at overvinde delens strukturelle integritet, vil delen vride sig ved udstødning
fra formen eller revne med ekstern servicebelastning.

Krympning

Krympningen af støbte plastdele kan være helt op til 20 volumenprocent, når den måles ved forarbejdningstemperaturen og den omgivende temperatur. Krystallinske og halvkrystallinske materialer er særligt udsatte for termisk krympning; amorfe materialer har tendens til at krympe mindre. Når krystallinske materialer afkøles til under deres overgangstemperatur, ordner molekylerne sig på en mere ordnet måde og danner krystallitter. På den anden side ændrer mikrostrukturen i amorfe materialer sig ikke med faseændringen. Denne forskel fører til, at krystallinske og halvkrystallinske materialer har en større forskel i specifik volumen ( ) mellem deres smeltefase og faste (krystallinske) fase. Dette er illustreret i figur 1 nedenfor. Vi vil gerne påpege, at afkølingshastigheden også påvirker den hurtigtkølende pvT-opførsel hos krystallinske og semikrystallinske materialer.

FIGUR 1. PvT-kurverne for amorfe og krystallinske polymerer og den specifikke volumenvariation mellem behandlingstilstanden (punkt A) og tilstanden ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk (punkt B). Bemærk, at det specifikke volumen falder, når trykket stiger.

Årsager til overdreven krympning af dele

Overdreven krympning ud over det acceptable niveau kan skyldes følgende faktorer. Forholdet mellem krympning og flere forarbejdningsparametre og emnetykkelse er skematisk vist i figur 2.

- lavt indsprøjtningstryk
- kort holdetid eller køletid for pakken
- høj smeltetemperatur
- høj formtemperatur
- lavt holdetryk.

Problemer forårsaget af delkrympning

Ukompenseret volumetrisk sammentrækning fører til enten synkemærker eller hulrum i støbeformens indre. Det er vigtigt at kontrollere emnets krympning ved design af emner, forme og processer, især ved anvendelser, der kræver snævre tolerancer. Krympning, der fører til synkemærker eller hulrum, kan reduceres eller elimineres ved at pakke hulrummet efter fyldning. Formdesignet skal også tage højde for krympning for at tilpasse sig emnets dimensioner. Emnekrympning forudsagt af C-MOLD giver en nyttig retningslinje for korrekt formdesign.