Vários fatores a serem considerados no processo de moldagem por injeção

Vários fatores a serem considerados no processo de moldagem por injeção
1, A forma e o cálculo do encolhimento para moldagem termoplástica são os mencionados anteriormente, e os fatores que afetam o encolhimento da moldagem termoplástica são os seguintes:
1.1 Variedades de plástico Durante o processo de moldagem de plásticos termoplásticos, devido à presença de mudanças de volume causadas pela cristalização, forte tensão interna, alta tensão residual congelada no plástico e forte orientação molecular, a taxa de encolhimento é maior, com uma ampla gama de taxas de encolhimento e direcionalidade óbvia em comparação com plásticos termoendurecíveis. Além disso, a taxa de encolhimento após moldagem, recozimento ou tratamento de ajuste de umidade é geralmente maior do que a dos plásticos termoendurecíveis.
1.2 Características das peças plásticas: Ao formar, o material fundido esfria imediatamente para formar uma casca sólida de baixa densidade em contato com a superfície da cavidade do molde. Devido à baixa condutividade térmica do plástico, a camada interna da peça de plástico esfria lentamente e forma uma camada sólida de alta densidade com grande encolhimento. Portanto, aqueles com paredes espessas, resfriamento lento e camadas espessas de alta densidade tendem a se contrair mais. Além disso, a presença ou ausência de pastilhas e o layout e quantidade de pastilhas afetam diretamente a direção do fluxo de material, a distribuição de densidade e a resistência ao encolhimento, de modo que as características das peças plásticas têm maior impacto no tamanho e na direção do encolhimento.
1.3 A forma, tamanho e distribuição da entrada de alimentação afetam diretamente a direção do fluxo de material, distribuição de densidade, manutenção da pressão e efeito de alimentação e tempo de conformação. A porta de alimentação direta e a grande seção transversal da porta de alimentação (especialmente aquelas com seção transversal mais espessa) têm menor encolhimento, mas maior direcionalidade, enquanto aquelas com menor largura e comprimento da porta de alimentação têm menor direcionalidade. Aqueles próximos à entrada de alimentação ou paralelos à direção do fluxo de material sofrerão maior encolhimento.
1.4 Condições de moldagem: alta temperatura do molde, resfriamento lento do material fundido, alta densidade e grande encolhimento, especialmente para materiais cristalinos devido à alta cristalinidade e grandes mudanças de volume, resultando em maior encolhimento. A distribuição da temperatura do molde também está relacionada ao resfriamento interno e externo e à uniformidade de densidade das peças plásticas, afetando diretamente o tamanho e a direcionalidade da contração em cada peça. Além disso, a manutenção da pressão e do tempo também tem um impacto significativo na contração, com alta pressão e longo tempo levando a uma contração pequena, mas direcional. A pressão de injeção é alta, a diferença de viscosidade do material fundido é pequena, a tensão de cisalhamento intercamada é pequena e o rebote elástico após a desmoldagem é grande, então o encolhimento também pode ser moderadamente reduzido. A temperatura do material é alta, o encolhimento é grande, mas a direcionalidade é pequena. Portanto, ajustar fatores como temperatura do molde, pressão, velocidade de injeção e tempo de resfriamento durante a moldagem também pode alterar adequadamente a contração da peça plástica. Ao projetar o molde, com base na faixa de encolhimento de vários plásticos, espessura da parede e formato da peça de plástico, tamanho e distribuição da porta de alimentação, a taxa de encolhimento de cada parte da peça de plástico é determinada com base na experiência e então o tamanho da cavidade é calculado. Para peças plásticas de alta precisão e quando for difícil controlar a taxa de encolhimento, os seguintes métodos geralmente devem ser usados ​​para projetar o molde: ① Considere uma taxa de encolhimento menor para o diâmetro externo da peça de plástico e uma taxa de encolhimento maior para o diâmetro interno para deixar espaço para correção após o teste do molde. ② Determine a forma, tamanho e condições de moldagem do sistema de vazamento por meio de teste de molde. ③ A mudança de tamanho das peças plásticas a serem pós-tratadas deve ser determinada após 24 horas de desmoldagem durante a medição. ④ Corrija o molde de acordo com a situação real de encolhimento. ⑤ Tente o molde novamente e ajuste ligeiramente as condições do processo para ajustar o valor de encolhimento para atender aos requisitos da peça de plástico.
2, Liquidez
2.1 A fluidez dos termoplásticos geralmente pode ser analisada a partir de uma série de índices, como peso molecular, índice de fusão, comprimento do fluxo espiral de Arquimedes, viscosidade aparente e taxa de fluxo (comprimento do fluxo/espessura da parede da peça de plástico). Com pequeno peso molecular, ampla distribuição de peso molecular, baixa regularidade da estrutura molecular, alto índice de fusão, longo comprimento de fluxo espiral, baixa viscosidade aparente e grande taxa de fluxo, a fluidez é boa. Para plásticos com o mesmo nome de produto, as instruções devem ser verificadas para determinar se a fluidez é adequada para moldagem por injeção. De acordo com os requisitos do projeto do molde, a fluidez dos plásticos comumente usados ​​pode ser dividida em três categorias: ① boa fluidez PA, PE, PS, PP, CA, poli (4) metileno; ② Resinas de poliestireno de fluidez moderada (como ABS, AS), PMMA, POM, éter de polifenileno; ③ PC de baixa fluidez, PVC rígido, éter de polifenileno, polissulfona, poliarilsulfona, fluoroplásticos.
2.2 A fluidez de vários plásticos também varia devido a vários fatores de moldagem, e os principais fatores de influência são os seguintes:
① Quando a temperatura do material é alta, a fluidez aumenta, mas diferentes plásticos também apresentam diferenças. A fluidez de plásticos como PS (especialmente aqueles com alta resistência ao impacto e valor MFR), PP, PA, PMMA, poliestireno modificado (como ABS, AS), PC, CA, etc. varia muito com a temperatura. Para PE e POM, o aumento ou diminuição da temperatura tem pouco efeito em sua fluidez. Assim, o molde deve ajustar a temperatura para controlar a fluidez durante a moldagem.
② Quando a pressão de injeção aumenta, o material fundido é submetido a maior ação de cisalhamento e aumenta sua fluidez, especialmente PE e POM são mais sensíveis. Portanto, é aconselhável ajustar a pressão de injeção durante a moldagem para controlar a fluidez.
③ A forma, tamanho, arranjo, design do sistema de resfriamento e resistência ao fluxo do material fundido (como lisura da superfície, espessura da seção transversal do canal do material, formato da cavidade, sistema de exaustão) do sistema de vazamento da estrutura do molde afetam diretamente o fluxo real de material fundido na cavidade. Aqueles fatores que promovem a redução da temperatura e aumentam a resistência ao fluxo do material fundido irão reduzir sua resistência ao fluxo. Ao projetar o molde, uma estrutura razoável deve ser selecionada com base na fluidez do plástico usado. Durante a moldagem, fatores como temperatura do material, temperatura do molde, pressão de injeção e velocidade de injeção também podem ser controlados para ajustar adequadamente a situação de enchimento para atender às necessidades de moldagem.
3, Cristalinidade
Os termoplásticos podem ser divididos em duas categorias: plásticos cristalinos e plásticos amorfos (também conhecidos como amorfos) com base na ausência de cristalização durante a condensação. O chamado fenômeno de cristalização refere-se ao fenômeno em que as moléculas de plástico se movem de forma independente e estão completamente desordenadas, passando do estado fundido para o estado de condensação, fazendo com que as moléculas parem o movimento livre e sigam uma posição ligeiramente fixa, com tendência a se organizarem. as moléculas em um modelo regular. O padrão de aparência para distinguir esses dois tipos de plástico depende da transparência das peças de plástico com paredes espessas. Geralmente, os materiais cristalinos são opacos ou semitransparentes (como o POM), enquanto os materiais amorfos são transparentes (como o PMMA). No entanto, também existem exceções, como o poli(4)metileno, que é um plástico cristalino, mas possui alta transparência, e o ABS, que é um material amorfo, mas não transparente.
Ao projetar moldes e selecionar máquinas de moldagem por injeção, deve-se prestar atenção aos seguintes requisitos e precauções para plásticos cristalinos:
① A quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do material até a temperatura de conformação requer o uso de equipamentos com alta capacidade de plastificação.
② Durante o resfriamento e a reciclagem, uma grande quantidade de calor é liberada e é necessário resfriamento suficiente.
③ A diferença na gravidade específica entre o estado fundido e o estado sólido é grande, resultando em grande encolhimento de moldagem e suscetibilidade a encolhimento e porosidade.
④ Resfriamento rápido, baixa cristalinidade, pequeno encolhimento e alta transparência. A cristalinidade está relacionada à espessura da parede das peças de plástico, o que leva a um resfriamento lento, alta cristalinidade, grande encolhimento e boas propriedades físicas. Portanto, a temperatura do molde deve ser controlada de acordo com os requisitos para materiais cristalinos.
⑤ Anisotropia significativa e alta tensão interna. As moléculas que não cristalizaram após a desmoldagem tendem a continuar a cristalizar, permanecem em um estado de desequilíbrio energético e são propensas a deformações e empenamentos.
⑥ A faixa de temperatura de cristalização é estreita e é fácil injetar material não fundido no molde ou bloquear a porta de alimentação.
4, plásticos termossensíveis e plásticos facilmente hidrolisáveis
4.1 Termossensibilidade refere-se à tendência de certos plásticos de mudar de cor, degradar e se decompor à medida que a temperatura do material aumenta devido à sua sensibilidade ao calor, tempo prolongado de aquecimento em altas temperaturas ou pequena área transversal da porta de alimentação e alto cisalhamento Ação. Plásticos com essa característica são chamados de plásticos termossensíveis. Como PVC rígido, cloreto de polivinilideno, copolímero de acetato de vinila, POM, politetrafluorcloroetileno, etc. Plásticos termossensíveis produzem subprodutos como monômeros, gases e sólidos durante a decomposição, especialmente alguns gases de decomposição que têm efeitos irritantes, corrosivos ou tóxicos no corpo humano, equipamentos e moldes. Portanto, deve-se prestar atenção ao projeto do molde, seleção de máquinas de moldagem por injeção e moldagem. Uma máquina de moldagem por injeção do tipo parafuso deve ser usada e a seção transversal do sistema de vazamento deve ser grande. O molde e o cilindro do material devem ser cromados e não deve haver atraso nos cantos. A temperatura de moldagem deve ser rigorosamente controlada e estabilizadores devem ser adicionados ao plástico para enfraquecer sua sensibilidade térmica.
4.2 Alguns plásticos (como o PC), mesmo que contenham uma pequena quantidade de água, se decompõem sob alta temperatura e pressão. Essa propriedade é chamada de hidrofilicidade e deve ser pré-aquecida e seca.
5, rachaduras por estresse e fratura por fusão
5.1 Alguns plásticos são sensíveis ao estresse e são propensos a estresse interno e rachaduras durante a moldagem. As peças de plástico podem rachar sob forças externas ou solventes. Portanto, além de adicionar aditivos para melhorar a resistência à fissuração das matérias-primas, deve-se prestar atenção à secura e à seleção razoável das condições de conformação para reduzir o estresse interno e aumentar a resistência à fissuração. E uma forma plástica razoável deve ser selecionada, e medidas como a fixação de peças embutidas não devem ser tomadas para minimizar a concentração de tensão tanto quanto possível. Ao projetar o molde, o ângulo de desmoldagem deve ser aumentado e devem ser selecionados portas de alimentação e mecanismos de ejeção razoáveis. Durante a moldagem, a temperatura do material, a temperatura do molde, a pressão de injeção e o tempo de resfriamento devem ser ajustados adequadamente para evitar a desmoldagem quando a peça plástica estiver muito fria e quebradiça. Após a moldagem, a peça plástica também deve passar por um pós-tratamento para melhorar sua resistência a rachaduras, eliminar tensões internas e proibir o contato com solventes.
5.2 Quando um polímero fundido com uma certa taxa de fluxo de fusão passa pelo orifício do bocal a uma temperatura constante e sua taxa de fluxo excede um certo valor, rachaduras transversais óbvias ocorrem na superfície da fusão, que é chamada de fratura por fusão e pode danificar a aparência e propriedades físicas da peça de plástico. Portanto, ao selecionar polímeros com altas taxas de fluxo de fusão, é necessário aumentar a seção transversal dos bicos, canais e portas de alimentação, reduzir a velocidade de moldagem por injeção e aumentar a temperatura do material.
6, desempenho térmico e taxa de resfriamento
6.1 Vários plásticos têm diferentes propriedades térmicas, como calor específico, condutividade térmica e temperatura de deformação térmica. Ao plastificar com alto calor específico, alto calor é necessário e uma máquina de moldagem por injeção com alta capacidade de plastificação deve ser selecionada. O tempo de resfriamento de plásticos com alta temperatura de deformação térmica pode ser curto e desmoldado precocemente, mas a deformação por resfriamento deve ser evitada após a desmoldagem. Plásticos com baixa condutividade térmica têm uma taxa de resfriamento lenta (como polímeros iônicos, que são extremamente lentos), portanto, é necessário resfriamento suficiente para aumentar o efeito de resfriamento do molde. Os moldes de câmara quente são adequados para plásticos com baixo calor específico e alta condutividade térmica. Plásticos com alto calor específico, baixa condutividade térmica, baixa temperatura de deformação térmica e baixa velocidade de resfriamento não são propícios para moldagem em alta velocidade. É necessário escolher máquinas de moldagem por injeção apropriadas e fortalecer o resfriamento do molde.
6.2 Vários plásticos devem manter uma taxa de resfriamento adequada de acordo com suas características de tipo e forma. Portanto, o molde deve ser equipado com sistemas de aquecimento e resfriamento de acordo com os requisitos de moldagem para manter uma determinada temperatura do molde. Quando a temperatura do material aumenta a temperatura do molde, ele deve ser resfriado para evitar a deformação da peça plástica após a desmoldagem, encurtar o ciclo de formação e reduzir a cristalinidade. Quando o calor residual do plástico for insuficiente para manter uma determinada temperatura no molde, deve-se instalar um sistema de aquecimento para manter o molde em uma determinada temperatura, de modo a controlar a taxa de resfriamento, garantir a fluidez, melhorar as condições de enchimento ou controlar o resfriamento lento das peças de plástico, evita o resfriamento interno e externo desigual de peças de plástico com paredes espessas e aumenta a cristalinidade. Para materiais com boa fluidez, grande área de formação e temperatura desigual do material, às vezes é necessário usar aquecimento ou resfriamento alternadamente ou localmente de acordo com a situação de moldagem da peça plástica. Para isso, o molde deve ser equipado com sistemas de resfriamento ou aquecimento correspondentes.
7, Higroscopicidade
Devido a vários aditivos nos plásticos, eles têm diferentes graus de afinidade com a água, de modo que os plásticos podem ser divididos em dois tipos: higroscópicos, aderentes e não absorventes. O teor de água nos materiais deve ser controlado dentro da faixa permitida, caso contrário, a água se tornará gasosa ou a hidrólise ocorrerá sob alta temperatura e pressão, resultando em espuma da resina, liquidez reduzida e aparência e propriedades mecânicas ruins. Portanto, os plásticos higroscópicos devem ser pré-aquecidos usando métodos e especificações de aquecimento apropriados, conforme necessário, para evitar maior absorção de umidade durante o uso.