26-1 ryhmä,Kutistuminen ja vääntyminen

Miksi niitä esiintyy?

Kutistuminen on ruiskuvaluprosessin luontainen piirre. Kutistumista tapahtuu, koska
polymeerin tiheys vaihtelee käsittelylämpötilasta ympäristön lämpötilaan.
(ks. Ominaisvolyymi (pvT-kaavio)). Ruiskuvalun aikana kutistuman vaihtelu sekä globaalisti että kappaleen poikkileikkauksen kautta aiheuttaa sisäisiä jännityksiä. Nämä niin sanotut jäännösjännitykset (ks. Jäännösjännitys) vaikuttavat kappaleeseen samalla tavoin kuin ulkoisesti kohdistuvat jännitykset. Jos valun aikana syntyvät jäännösjännitykset ovat suuria.
riittävästi, jotta osan rakenteellinen eheys voidaan voittaa, osa vääntyy ulosheittämisen yhteydessä.
muotista tai halkeamasta ulkoisen käyttökuorman vaikutuksesta.

Kutistuminen

Valettujen muoviosien kutistuminen voi olla jopa 20 tilavuusprosenttia, kun se mitataan käsittelylämpötilassa ja ympäristön lämpötilassa. Kiteiset ja puolikiteiset materiaalit ovat erityisen alttiita lämpökutistumiselle; amorfiset materiaalit kutistuvat yleensä vähemmän. Kun kiteiset materiaalit jäähdytetään alle niiden siirtymislämpötilan, molekyylit järjestäytyvät paremmin ja muodostavat kiteisiä. Toisaalta amorfisten materiaalien mikrorakenne ei muutu faasimuutoksen myötä. Tämä ero johtaa siihen, että kiteisillä ja puolikiteisillä materiaaleilla on suurempi ero ominaisvolyymissä ( ) sulan ja kiinteän (kiteisen) faasin välillä. Tätä havainnollistetaan alla olevassa kuvassa 1. Haluamme huomauttaa, että jäähdytysnopeus vaikuttaa myös kiteisten ja puolikiteisten materiaalien nopeasti jäähtyvään pvT-käyttäytymiseen.

KUVA 1. Amorfisten ja kiteisten polymeerien pvT-käyrät ja ominaisvolyymin vaihtelu käsittelytilan (piste A) ja huoneenlämpötilassa ja ilmanpaineessa vallitsevan tilan (piste B) välillä. Huomaa, että ominaisvolyymi pienenee paineen kasvaessa.

Osan liiallisen kutistumisen syyt

Liiallinen kutistuminen, joka ylittää hyväksyttävän tason, voi johtua seuraavista tekijöistä. Kutistuman suhde useisiin käsittelyparametreihin ja kappaleen paksuuteen on esitetty kaaviomaisesti kuvassa 2.

- alhainen ruiskutuspaine
- lyhyt pakkauksen säilytysaika tai jäähdytysaika
- korkea sulamislämpötila
- korkea muotin lämpötila
- alhainen pitopaine.

Osien kutistumisen aiheuttamat ongelmat

Kompensoimaton tilavuuden supistuminen johtaa joko uppoamisjälkiin tai tyhjiöihin muotin sisäpuolella. Kappaleen kutistumisen hallinta on tärkeää kappaleen, muotin ja prosessin suunnittelussa, erityisesti sovelluksissa, joissa vaaditaan tiukkoja toleransseja. Kutistumista, joka johtaa uppoumiin tai tyhjiöihin, voidaan vähentää tai poistaa pakkaamalla ontelo täytön jälkeen. Myös muotin suunnittelussa on otettava huomioon kutistuminen, jotta se vastaisi kappaleen mittoja. C-MOLDin ennustama kappaleen kutistuma tarjoaa hyödyllisen ohjeen muotin oikeaa suunnittelua varten.