Μηχανή εξώθησης

Γνωρίζετε όλους τους παράγοντες που δημιουργούν και επηρεάζουν την εσωτερική τάση στα προϊόντα χύτευσης με έγχυση;

1. δημιουργία εσωτερικής πίεσης
Στα προϊόντα χυτευμένα με έγχυση, η τοπική κατάσταση τάσης είναι διαφορετική σε κάθε σημείο και ο βαθμός παραμόρφωσης των προϊόντων θα καθοριστεί από την κατανομή της τάσης. Εάν το προϊόν ψυχθεί, εάν υπάρχει διαβάθμιση θερμοκρασίας, θα αναπτυχθεί αυτό το είδος τάσης, επομένως αυτό το είδος τάσης ονομάζεται επίσης «τάση χύτευσης».
Ας ρίξουμε μια ματιά στην εισαγωγή τουμηχανή εξώθησης.

Υπάρχουν δύο τύποι εσωτερικών πακέτων τάσης για προϊόντα χύτευσης με έγχυση: το ένα είναι η τάση χύτευσης και το άλλο είναι η θερμοκρασιακή τάση. Όταν το τήγμα εισέρχεται στο καλούπι σε χαμηλότερη θερμοκρασία, το τήγμα κοντά στο τοίχωμα της κοιλότητας ψύχεται και στερεοποιείται με ταχύ ρυθμό, έτσι ώστε τα τμήματα της μοριακής αλυσίδας να «παγώνουν». Λόγω της κακής θερμικής αγωγιμότητας του στερεοποιημένου πολυμερούς στρώματος, δημιουργείται μια μεγάλη θερμοκρασιακή κλίση προς την κατεύθυνση του πάχους του προϊόντος. Η καρδιά του προϊόντος στερεοποιείται πολύ αργά, έτσι ώστε όταν η πύλη είναι κλειστή, η μονάδα τήξης στο κέντρο του προϊόντος δεν έχει ακόμη στερεοποιηθεί και η μηχανή χύτευσης με έγχυση δεν είναι σε θέση να αντισταθμίσει τη συρρίκνωση ψύξης.

Η εσωτερική συρρίκνωση του προϊόντος είναι επομένως στην αντίθετη κατεύθυνση από τη δράση του σκληρού στρώματος δέρματος· ο πυρήνας βρίσκεται σε στατική τάση ενώ το επιφανειακό στρώμα βρίσκεται σε στατική συμπίεση.

Όταν το τήγμα γεμίζει το καλούπι και ρέει, εκτός από το φαινόμενο συρρίκνωσης όγκου που προκαλείται από την τάση, υπάρχουν επίσης τάσεις που προκαλούνται από το φαινόμενο διαστολής του δρομέα και της εξόδου της πύλης. Το πρώτο φαινόμενο προκαλεί τάσεις που σχετίζονται με την κατεύθυνση της ροής του τήγματος, ενώ το δεύτερο λόγω του φαινομένου διαστολής της εξόδου θα προκαλέσει τάσεις στην κατεύθυνση κάθετη προς τη ροή.

2. Παράγοντες διεργασίας που επηρεάζουν το στρες

(1) λόγω της επίδρασης της τάσης σε συνθήκες ταχείας ψύξης, ο προσανατολισμός θα οδηγήσει στο σχηματισμό εσωτερικής τάσης στο πολυμερές. Λόγω του υψηλού ιξώδους του τήγματος του πολυμερούς, η εσωτερική τάση δεν μπορεί να χαλαρώσει γρήγορα, επηρεάζοντας τις φυσικές ιδιότητες και τη σταθερότητα διαστάσεων του προϊόντος.

Επίδραση διαφόρων παραμέτρων στις τάσεις προσανατολισμού.

Θερμοκρασία τήξης, υψηλή θερμοκρασία τήξης, χαμηλό ιξώδες, χαμηλότερη τάση διάτμησης και μειωμένος προσανατολισμός. Από την άλλη πλευρά, η υψηλή θερμοκρασία τήξης θα επιταχύνει τη χαλάρωση της τάσης και θα προωθήσει την ικανότητα ενίσχυσης του μη προσανατολισμού.

Ωστόσο, χωρίς να αλλάξει η πίεση της μηχανής χύτευσης με έγχυση, η πίεση στην κοιλότητα του καλουπιού θα αυξηθεί και το ισχυρό φαινόμενο διάτμησης θα οδηγήσει σε αύξηση της τάσης προσανατολισμού.

Η παράταση του χρόνου συγκράτησης μέχρι να κλείσει το ακροφύσιο θα οδηγήσει σε αύξηση της τάσης προσανατολισμού.

Η αύξηση της πίεσης έγχυσης ή της πίεσης συγκράτησης θα αυξήσει την τάση προσανατολισμού.

Μια υψηλή θερμοκρασία καλουπιού διασφαλίζει ότι το προϊόν ψύχεται αργά και λειτουργεί ως παράγοντας αποπροσανατολισμού.

Αυξήστε το πάχος του προϊόντος για να μειώσετε την τάση προσανατολισμού, επειδή τα προϊόντα με παχύ τοίχωμα ψύχονται αργά, το ιξώδες αυξάνεται αργά, η διαδικασία χαλάρωσης της τάσης διαρκεί πολύ, επομένως η τάση προσανατολισμού είναι μικρή.

(2) Η επίδραση στην θερμοκρασιακή καταπόνηση

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, λόγω της θερμοκρασιακής διαφοράς μεταξύ του τήγματος και του τοιχώματος κατά την πλήρωση του καλουπιού, το εξωτερικό στρώμα του τήγματος που στερεοποιείται πρώτο πρέπει να βοηθήσει στην αναστολή της συρρίκνωσης του εσωτερικού στρώματος του τήγματος που στερεοποιείται αργότερα, με αποτέλεσμα την ανάπτυξη θλιπτικής τάσης (τάση συρρίκνωσης) στο εξωτερικό στρώμα και εφελκυστικής τάσης (τάση προσανατολισμού) στο εσωτερικό στρώμα.

Εάν το καλούπι γεμιστεί και στη συνέχεια διατηρηθεί υπό πίεση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, το πολυμερές τήγμα προστίθεται στην κοιλότητα του καλουπιού, αυξάνοντας την πίεση στην κοιλότητα, η οποία αλλάζει τις εσωτερικές τάσεις λόγω ανομοιόμορφων θερμοκρασιών. Ωστόσο, εάν ο χρόνος συγκράτησης είναι σύντομος και η πίεση στην κοιλότητα είναι χαμηλή, το προϊόν θα παραμείνει στην ίδια κατάσταση τάσης όπως όταν ψύχθηκε.

Εάν η πίεση στην κοιλότητα του καλουπιού δεν είναι επαρκής στην αρχή της διαδικασίας ψύξης, το εξωτερικό στρώμα του προϊόντος θα συρρικνωθεί λόγω στερεοποίησης και θα σχηματίσει μια κοιλότητα. Εάν η πίεση στην κοιλότητα του καλουπιού δεν είναι επαρκής στο μεταγενέστερο στάδιο, όταν το προϊόν έχει σχηματίσει ένα κρύο σκληρό στρώμα, το εσωτερικό στρώμα του προϊόντος θα διαχωριστεί λόγω συρρίκνωσης ή θα σχηματίσει μια κοιλότητα. Εάν η πίεση στην κοιλότητα του καλουπιού διατηρηθεί πριν κλείσει η πύλη, θα βοηθήσει στην αύξηση της πυκνότητας του προϊόντος και στην εξάλειψη της τάσης θερμοκρασίας ψύξης, αλλά θα δημιουργηθεί μεγάλη συγκέντρωση τάσης κοντά στην πύλη.

Έτσι, φαίνεται ότι όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση στο καλούπι τόσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος συγκράτησης, γεγονός που θα βοηθήσει στη μείωση της τάσης συρρίκνωσης που δημιουργείται από τη θερμοκρασία και αντίστροφα θα αυξήσει την τάση συμπίεσης.

3. Η σχέση μεταξύ εσωτερικής πίεσης και ποιότητας προϊόντος

Η ύπαρξη εσωτερικής τάσης στο προϊόν θα επηρεάσει σοβαρά τις μηχανικές ιδιότητες και την απόδοση του προϊόντος. Λόγω της ύπαρξης και της ανομοιόμορφης κατανομής της εσωτερικής τάσης, το προϊόν θα ραγίσει κατά τη χρήση. Όταν χρησιμοποιείται κάτω από τη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης, συχνά εμφανίζεται ακανόνιστη παραμόρφωση ή στρέβλωση, η οποία μπορεί επίσης να προκαλέσει «λευκότητα» και θολότητα στην επιφάνεια του προϊόντος, καθώς και υποβάθμιση των οπτικών ιδιοτήτων.

Η μείωση της θερμοκρασίας στην πύλη και η αύξηση του χρόνου ψύξης θα βοηθήσουν στη βελτίωση της ανομοιομορφίας της τάσης στο προϊόν και θα κάνουν τις μηχανικές ιδιότητες του προϊόντος ομοιογενείς.

Τόσο για τα κρυσταλλικά όσο και για τα μη κρυσταλλικά πολυμερή, η αντοχή σε εφελκυσμό είναι ανισότροπη. Για τα μη κρυσταλλικά πολυμερή, η αντοχή σε εφελκυσμό ποικίλλει ανάλογα με τη θέση της πύλης. Όταν η πύλη βρίσκεται στην ίδια κατεύθυνση με την πλήρωση του καλουπιού, η αντοχή σε εφελκυσμό μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία τήξης. Όταν η πύλη είναι κάθετη στην κατεύθυνση πλήρωσης του καλουπιού, η αντοχή σε εφελκυσμό αυξάνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία τήξης.

Η αύξηση της θερμοκρασίας τήξης οδηγεί σε αύξηση του μη προσανατολισμού και μείωση της αντοχής σε εφελκυσμό λόγω μείωσης του προσανατολισμού. Ο προσανατολισμός της πύλης επηρεάζει τον προσανατολισμό επηρεάζοντας την κατεύθυνση της ροής, και επειδή τα άμορφα πολυμερή είναι πιο ανισότροπα από τα κρυσταλλικά πολυμερή, η αντοχή σε εφελκυσμό στην κατεύθυνση κάθετη προς τη ροή είναι μεγαλύτερη για τα πρώτα από ό,τι για τα δεύτερα. Η έγχυση σε χαμηλή θερμοκρασία έχει μεγαλύτερη μηχανική ανισοτροπία από την έγχυση σε υψηλή θερμοκρασία, π.χ. ο λόγος αντοχής στην κατακόρυφη προς τη ροή κατεύθυνση είναι 1.7 σε υψηλές θερμοκρασίες έγχυσης και 2 σε χαμηλές θερμοκρασίες έγχυσης.

Φαίνεται ότι η αύξηση της θερμοκρασίας τήξης, είτε πρόκειται για κρυσταλλικά είτε για μη κρυσταλλικά πολυμερή, οδηγεί σε μείωση της αντοχής σε εφελκυσμό, αλλά με διαφορετικό μηχανισμό· ο πρώτος οφείλεται σε μειωμένη επίδραση λόγω προσανατολισμού.