Κεφάλαιο 26-1,Συρρίκνωση και στρέβλωση

Γιατί συμβαίνουν;

Η συρρίκνωση είναι εγγενής στη διαδικασία χύτευσης με έγχυση. Η συρρίκνωση συμβαίνει επειδή το
η πυκνότητα του πολυμερούς μεταβάλλεται από τη θερμοκρασία επεξεργασίας στη θερμοκρασία περιβάλλοντος
(βλέπε διάγραμμα ειδικού όγκου (pvT)). Κατά τη χύτευση με έγχυση, η διακύμανση της συρρίκνωσης τόσο σε παγκόσμιο επίπεδο όσο και στη διατομή του τεμαχίου δημιουργεί εσωτερικές τάσεις. Αυτές οι λεγόμενες παραμένουσες τάσεις (βλέπε παραμένουσες τάσεις) δρουν σε ένα τεμάχιο με αποτελέσματα παρόμοια με τις εξωτερικά εφαρμοζόμενες τάσεις. Εάν οι παραμένουσες τάσεις που προκαλούνται κατά τη χύτευση είναι υψηλές
αρκετά ώστε να ξεπεραστεί η δομική ακεραιότητα του τεμαχίου, το τεμάχιο θα παραμορφωθεί κατά την εκτίναξη
από το καλούπι ή τη ρωγμή με εξωτερικό φορτίο λειτουργίας.

Συρρίκνωση

Η συρρίκνωση των χυτευμένων πλαστικών εξαρτημάτων μπορεί να φτάσει το 20 τοις εκατό κατ' όγκο, όταν μετράται στη θερμοκρασία επεξεργασίας και στη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Τα κρυσταλλικά και ημικρυσταλλικά υλικά είναι ιδιαίτερα επιρρεπή στη θερμική συρρίκνωση- τα άμορφα υλικά τείνουν να συρρικνώνονται λιγότερο. Όταν τα κρυσταλλικά υλικά ψύχονται κάτω από τη θερμοκρασία μετάπτωσής τους, τα μόρια διατάσσονται με πιο ομαλό τρόπο, σχηματίζοντας κρυσταλλίτες. Από την άλλη πλευρά, η μικροδομή των άμορφων υλικών δεν αλλάζει με την αλλαγή φάσης. Αυτή η διαφορά οδηγεί στο να έχουν τα κρυσταλλικά και ημικρυσταλλικά υλικά μεγαλύτερη διαφορά στον ειδικό όγκο ( ) μεταξύ της φάσης τήγματος και της στερεάς (κρυσταλλικής) φάσης τους. Αυτό απεικονίζεται στο σχήμα 1 παρακάτω. Θα θέλαμε να επισημάνουμε ότι ο ρυθμός ψύξης επηρεάζει επίσης τη συμπεριφορά pvT ταχείας ψύξης των κρυσταλλικών και ημικρυσταλλικών υλικών.

ΣΧΗΜΑ 1. Οι καμπύλες pvT για άμορφα και κρυσταλλικά πολυμερή και η μεταβολή του ειδικού όγκου μεταξύ της κατάστασης επεξεργασίας (σημείο Α) και της κατάστασης σε θερμοκρασία δωματίου και ατμοσφαιρική πίεση (σημείο Β). Σημειώστε ότι ο ειδικός όγκος μειώνεται καθώς αυξάνεται η πίεση.

Αιτίες υπερβολικής συρρίκνωσης των εξαρτημάτων

Υπερβολική συρρίκνωση, πέραν του αποδεκτού επιπέδου, μπορεί να προκληθεί από τους ακόλουθους παράγοντες. Η σχέση της συρρίκνωσης με διάφορες παραμέτρους επεξεργασίας και το πάχος του τεμαχίου απεικονίζεται σχηματικά στο σχήμα 2.

- χαμηλή πίεση έγχυσης
- σύντομο χρόνο συγκράτησης ή ψύξης της συσκευασίας
- υψηλή θερμοκρασία τήξης
- υψηλή θερμοκρασία καλουπιού
- χαμηλή πίεση συγκράτησης.

Προβλήματα που προκαλούνται από τη συρρίκνωση των εξαρτημάτων

Η μη αντισταθμισμένη ογκομετρική συστολή οδηγεί είτε σε σημάδια βύθισης είτε σε κενά στο εσωτερικό του καλουπιού. Ο έλεγχος της συρρίκνωσης του τεμαχίου είναι σημαντικός στο σχεδιασμό του τεμαχίου, του καλουπιού και της διαδικασίας, ιδίως σε εφαρμογές που απαιτούν στενές ανοχές. Η συρρίκνωση που οδηγεί σε σημάδια βύθισης ή κενά μπορεί να μειωθεί ή να εξαλειφθεί με τη συσκευασία της κοιλότητας μετά την πλήρωση. Επίσης, ο σχεδιασμός του καλουπιού πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη συρρίκνωση προκειμένου να συμμορφώνεται με τη διάσταση του τεμαχίου. Η συρρίκνωση του τεμαχίου που προβλέπεται από το C-MOLD προσφέρει μια χρήσιμη κατευθυντήρια γραμμή για τον κατάλληλο σχεδιασμό του καλουπιού.