Глава 26-1, Усадка и коробление

Почему они возникают?

Усадка является неотъемлемой частью процесса литья под давлением. Усадка происходит потому, что
плотность полимера изменяется от температуры обработки до температуры окружающей среды
(см. диаграмму удельного объема (pvT)). В процессе литья под давлением изменение усадки как в целом, так и по сечению детали создает внутренние напряжения. Эти так называемые остаточные напряжения (см. Остаточные напряжения) действуют на деталь с эффектом, аналогичным внешним напряжениям. Если остаточные напряжения, возникающие при формовании, высоки
достаточно для преодоления структурной целостности детали, деталь деформируется при выталкивании
из формы или трещины при внешней эксплуатационной нагрузке.

Усадка

Усадка формованных пластиковых деталей может достигать 20 процентов по объему при измерении температуры обработки и температуры окружающей среды. Кристаллические и полукристаллические материалы особенно подвержены термической усадке; аморфные материалы усаживаются меньше. Когда кристаллические материалы охлаждаются ниже температуры их перехода, молекулы располагаются более упорядоченно, образуя кристаллиты. С другой стороны, микроструктура аморфных материалов не меняется при фазовом переходе. Это различие приводит к тому, что кристаллические и полукристаллические материалы имеют большую разницу в удельном объеме ( ) между фазой расплава и твердой (кристаллической) фазой. Это показано на рисунке 1 ниже. Мы хотели бы отметить, что скорость охлаждения также влияет на поведение кристаллических и полукристаллических материалов при быстром охлаждении pvT.

РИСУНОК 1. Кривые pvT для аморфных и кристаллических полимеров и изменение удельного объема между состоянием переработки (точка A) и состоянием при комнатной температуре и атмосферном давлении (точка B). Обратите внимание, что удельный объем уменьшается при увеличении давления.

Причины чрезмерной усадки деталей

Чрезмерная усадка, превышающая допустимый уровень, может быть вызвана следующими факторами. Зависимость усадки от нескольких параметров обработки и толщины детали схематично показана на рис. 2.

- низкое давление впрыска
- короткое время выдержки или охлаждения упаковки
- высокая температура расплава
- высокая температура пресс-формы
- низкое давление удержания.

Проблемы, вызванные усадкой деталей

Некомпенсированная объемная усадка приводит к образованию раковин или пустот во внутренней части пресс-формы. Контроль усадки деталей важен при проектировании деталей, пресс-форм и технологических процессов, особенно в тех случаях, когда требуются жесткие допуски. Усадку, которая приводит к образованию раковин или пустот, можно уменьшить или устранить путем уплотнения полости после заполнения. Кроме того, конструкция пресс-формы должна учитывать усадку, чтобы соответствовать размерам детали. Прогнозируемая C-MOLD усадка деталей является полезным ориентиром для правильного проектирования пресс-формы.