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

The shrinkage of molded plastic parts can be as much as 20 percent by volume, when measured at the processing temperature and the ambient temperature. Crystalline and semi-crystalline materials are particularly prone to thermal shrinkage; amorphous materials tend to shrink less. When crystalline materials are cooled below their transition temperature, the molecules arrange themselves in a more orderly way, forming crystallites. On the other hand, the microstructure of amorphous materials does not change with the phase change. This difference leads to crystalline and semi-crystalline materials having a greater difference in specific volume ( ) between their melt phase and solid (crystalline) phase. This is illustrated in Figure 1 below. We’d like to point out that the cooling rate also affects the fast-cooling pvT behavior of crystalline and semi-crystalline materials.

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.

– low injection pressure
– short pack-hold time or cooling time
– high melt temperature
– high mold temperature
– low holding pressure.

Προβλήματα που προκαλούνται από τη συρρίκνωση των εξαρτημάτων

Uncompensated volumetric contraction leads to either sink marks or voids in the molding interior. Controlling part shrinkage is important in part, mold, and process designs, particularly in applications requiring tight tolerances. Shrinkage that leads to sink marks or voids can be reduced or eliminated by packing the cavity after filling. Also, the mold design should take shrinkage into account in order to conform to the part dimension. Part shrinkage predicted by C-MOLD offers a useful guideline for proper mold design.