โดย Andy จากโรงงาน Baiyear
อัปเดตเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน 2022
1. อัตราการหดตัว
รูปแบบและการคำนวณการหดตัวของแม่พิมพ์เทอร์โมพลาสติก ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ปัจจัยที่ส่งผลต่อการหดตัวของแม่พิมพ์เทอร์โมพลาสติก มีดังนี้
1.1 พันธุ์พลาสติก ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปเทอร์โมพลาสติก เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เกิดจากการตกผลึก ความเค้นภายในที่รุนแรง ความเค้นตกค้างขนาดใหญ่ที่แช่แข็งในชิ้นส่วนพลาสติก และการวางแนวของโมเลกุลที่รุนแรง อัตราการหดตัวจะสูงกว่าพลาสติกเทอร์โมเซตติงนอกจากนี้ การหดตัวหลังการขึ้นรูป การหดตัวหลังการหลอม หรือการปรับสภาพความชื้น โดยทั่วไปจะมีขนาดใหญ่กว่าพลาสติกเทอร์โมเซตติง
1.2 ลักษณะของชิ้นส่วนพลาสติก เมื่อวัสดุหลอมเหลวสัมผัสกับพื้นผิวของโพรง ชั้นนอกจะเย็นลงทันทีจนเกิดเป็นเปลือกแข็งที่มีความหนาแน่นต่ำเนื่องจากพลาสติกมีค่าการนำความร้อนต่ำ ชั้นในของชิ้นส่วนพลาสติกจึงถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ เพื่อสร้างชั้นของแข็งที่มีความหนาแน่นสูงโดยมีการหดตัวมากดังนั้นความหนาของผนัง การระบายความร้อนช้า และความหนาของชั้นความหนาแน่นสูงจะหดตัวลงอย่างมากนอกจากนี้ การมีอยู่หรือไม่มีเม็ดมีด รวมถึงการจัดวางและปริมาณของเม็ดมีดส่งผลโดยตรงต่อทิศทางการไหลของวัสดุ การกระจายความหนาแน่น และความต้านทานการหดตัว ดังนั้นลักษณะของชิ้นส่วนพลาสติกจึงมีผลกระทบต่อขนาดและทิศทางของการหดตัวมากขึ้น
1.3 ปัจจัยต่างๆ เช่น รูปแบบ ขนาด และการกระจายของช่องป้อนอาหารส่งผลโดยตรงต่อทิศทางการไหลของวัสดุ การกระจายความหนาแน่น การป้อนด้วยแรงดัน และเวลาในการขึ้นรูปช่องป้อนอาหารโดยตรงและช่องป้อนอาหารที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่ (โดยเฉพาะหน้าตัดที่หนากว่า) มีการหดตัวเล็กน้อย แต่มีทิศทางที่ใหญ่ และช่องป้อนอาหารที่กว้างและสั้นมีทิศทางน้อยใกล้กับพอร์ตป้อนหรือขนานกับทิศทางการไหลของวัสดุ การหดตัวมีขนาดใหญ่
1.4 เงื่อนไขการขึ้นรูป อุณหภูมิของแม่พิมพ์สูง วัสดุที่หลอมละลายจะเย็นลงช้าๆ ความหนาแน่นสูง และการหดตัวมีขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่เป็นผลึก การหดตัวมีขนาดใหญ่ขึ้นเนื่องจากความเป็นผลึกสูงและมีการเปลี่ยนแปลงปริมาตรมากการกระจายอุณหภูมิของแม่พิมพ์ยังสัมพันธ์กับการระบายความร้อนภายในและภายนอกและความสม่ำเสมอของความหนาแน่นของชิ้นส่วนพลาสติก ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อ
ส่งผลต่อขนาดและทิศทางการหดตัวของแต่ละส่วนนอกจากนี้แรงกดและเวลาในการยึดเกาะยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อการหดตัว การหดตัวมีขนาดเล็กแต่ทิศทางจะมีขนาดใหญ่เมื่อความดันสูงและระยะเวลานานความดันการฉีดสูง ความแตกต่างของความหนืดของวัสดุหลอมเหลวมีขนาดเล็ก ความเค้นเฉือนระหว่างชั้นมีขนาดเล็ก และการฟื้นตัวของความยืดหยุ่นหลังจากการรื้อถอนมีขนาดใหญ่ ดังนั้นการหดตัวจึงสามารถลดลงได้อย่างเหมาะสม อุณหภูมิของวัสดุสูง การหดตัวมีขนาดใหญ่ แต่ทิศทางมีน้อยดังนั้นการปรับอุณหภูมิแม่พิมพ์ ความดัน ความเร็วในการฉีด เวลาในการหล่อเย็น และปัจจัยอื่นๆ ในระหว่างการขึ้นรูปยังสามารถเปลี่ยนการหดตัวของชิ้นส่วนพลาสติกได้อย่างเหมาะสมอีกด้วย
เมื่อออกแบบแม่พิมพ์ ตามช่วงการหดตัวของพลาสติกชนิดต่างๆ ความหนาของผนังและรูปร่างของชิ้นส่วนพลาสติก รูปร่าง ขนาด และการกระจายของช่องป้อนอาหาร อัตราการหดตัวของชิ้นส่วนพลาสติกแต่ละส่วนจะถูกกำหนดโดยประสบการณ์ แล้วจึงคำนวณขนาดช่องสำหรับชิ้นส่วนพลาสติกที่มีความแม่นยำสูงและเมื่อควบคุมอัตราการหดตัวได้ยาก ควรใช้วิธีการต่อไปนี้ในการออกแบบแม่พิมพ์:
1 ใช้อัตราการหดตัวที่น้อยกว่าสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของชิ้นส่วนพลาสติก และอัตราการหดตัวที่มากขึ้นสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน เพื่อที่จะเหลือพื้นที่สำหรับการแก้ไขหลังจากการทดลองแม่พิมพ์
2) การทดสอบแม่พิมพ์จะกำหนดรูปแบบ ขนาด และสภาวะการขึ้นรูปของระบบ gating
3 ชิ้นส่วนพลาสติกที่จะผ่านกระบวนการภายหลังนั้นจะต้องผ่านกระบวนการภายหลังเพื่อกำหนดการเปลี่ยนแปลงขนาด (การวัดจะต้องดำเนินการหลังจาก 24 ชั่วโมงหลังการถอดแม่พิมพ์)
④ แก้ไขแม่พิมพ์ตามการหดตัวจริง
⑤ ลองแม่พิมพ์อีกครั้งและเปลี่ยนเงื่อนไขของกระบวนการเพื่อปรับเปลี่ยนค่าการหดตัวเล็กน้อยเพื่อให้ตรงตามความต้องการของชิ้นส่วนพลาสติก
2. สภาพคล่อง
2.1 โดยทั่วไปความไหลของเทอร์โมพลาสติกสามารถวิเคราะห์ได้จากชุดดัชนีต่างๆ เช่น น้ำหนักโมเลกุล ดัชนีการหลอม ความยาวการไหลของเกลียวอาร์คิมิดีส ความหนืดปรากฏ และอัตราส่วนการไหล (ความยาวกระบวนการ/ความหนาของผนังพลาสติก)น้ำหนักโมเลกุลขนาดเล็ก การกระจายน้ำหนักโมเลกุลกว้าง ความสม่ำเสมอของโครงสร้างโมเลกุลต่ำ ดัชนีการหลอมสูง ความยาวการไหลของเกลียวยาว ความหนืดปรากฏต่ำ และอัตราส่วนการไหลขนาดใหญ่ ความลื่นไหลเป็นสิ่งที่ดีในการฉีดขึ้นรูปตามข้อกำหนดการออกแบบแม่พิมพ์ ความลื่นไหลของพลาสติกที่ใช้กันทั่วไปสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็น 3 ประเภท:
1. ความลื่นไหลที่ดี PA, PE, PS, PP, CA, โพลี (4) เมทิลเพนทิลีน;
เรซินชุดโพลีสไตรีน (เช่น ABS, AS), PMMA, POM, โพลีฟีนลีนอีเทอร์ที่มีความลื่นไหลปานกลาง
PC พีซีที่ไหลได้ไม่ดี, PVC แข็ง, โพลีฟีนลีนอีเทอร์, โพลีซัลโฟน, โพลีอะริลซัลโฟน, ฟลูออโรเรซิ่น
2.2 ความลื่นไหลของพลาสติกชนิดต่างๆ ก็เปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากปัจจัยการขึ้นรูปต่างๆปัจจัยที่มีอิทธิพลหลักมีดังนี้:
1 อุณหภูมิที่สูงขึ้น ความลื่นไหลของวัสดุก็จะสูงขึ้น แต่พลาสติกที่แตกต่างกันก็แตกต่างกัน PS (โดยเฉพาะอย่างยิ่งทนต่อแรงกระแทกและค่า MFR สูง), PP, PA, PMMA, โพลีสไตรีนดัดแปลง (เช่น ABS, AS) ความสามารถในการไหลของ PC, CA และพลาสติกอื่นๆ จะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิสำหรับ PE, POM อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงมีผลเพียงเล็กน้อยต่อความลื่นไหลของอุณหภูมิดังนั้นเบื้องต้นควรปรับอุณหภูมิเพื่อควบคุมความลื่นไหลระหว่างการขึ้นรูป
2. เมื่อความดันในการฉีดเพิ่มขึ้น วัสดุที่หลอมละลายจะถูกเฉือนอย่างมาก และความลื่นไหลก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยเฉพาะ PE และ POM มีความไวมากกว่า ดังนั้นควรปรับความดันในการฉีดเพื่อควบคุมความลื่นไหลระหว่างการขึ้นรูป
3. รูปแบบ ขนาด เค้าโครง การออกแบบระบบทำความเย็น ความต้านทานการไหลของวัสดุหลอมเหลว (เช่น พื้นผิว ความหนาของส่วนหน้าเตา รูปร่างโพรง ระบบไอเสีย) และปัจจัยอื่น ๆ ส่งผลโดยตรงต่อการไหลของวัสดุหลอมเหลวในโพรงความลื่นไหลที่เกิดขึ้นจริงในการตกแต่งภายใน หากอุณหภูมิของวัสดุหลอมเหลวลดลงและความต้านทานการไหลเพิ่มขึ้น ความลื่นไหลก็จะลดลงเมื่อออกแบบแม่พิมพ์ ควรเลือกโครงสร้างที่เหมาะสมตามความลื่นไหลของพลาสติกที่ใช้ในระหว่างการขึ้นรูป อุณหภูมิของวัสดุ อุณหภูมิของแม่พิมพ์ ความดันในการฉีด ความเร็วในการฉีด และปัจจัยอื่นๆ ยังสามารถควบคุมได้ เพื่อปรับสถานการณ์การบรรจุให้ตรงตามความต้องการในการขึ้นรูป
3. ความเป็นผลึก
เทอร์โมพลาสติกสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท: พลาสติกที่เป็นผลึกและพลาสติกที่ไม่เป็นผลึก (หรือที่เรียกว่าพลาสติกอสัณฐาน) ตามการไม่มีการตกผลึกระหว่างการควบแน่น
ปรากฏการณ์การตกผลึกที่เรียกว่าคือเมื่อพลาสติกเปลี่ยนจากสถานะหลอมเหลวเป็นการควบแน่นโมเลกุลจะเคลื่อนที่อย่างอิสระโดยสมบูรณ์ในสถานะที่ไม่เป็นระเบียบและโมเลกุลหยุดเคลื่อนที่อย่างอิสระตามตำแหน่งคงที่เล็กน้อยและมีแนวโน้ม เพื่อให้การจัดเรียงโมเลกุลเป็นแบบอย่างปกติปรากฏการณ์
เพื่อเป็นมาตรฐานในการตัดสินรูปลักษณ์ของพลาสติกทั้งสองประเภทนี้ ขึ้นอยู่กับความโปร่งใสของชิ้นส่วนพลาสติกที่มีผนังหนาของพลาสติกโดยทั่วไป วัสดุที่เป็นผลึกจะทึบแสงหรือโปร่งแสง (เช่น POM เป็นต้น) และวัสดุอสัณฐานจะมีความโปร่งใส (เช่น PMMA เป็นต้น)แต่มีข้อยกเว้น เช่น โพลี (4) เมทิลเพนทิลีนเป็นพลาสติกที่เป็นผลึกแต่มีความโปร่งใสสูง ABS เป็นวัสดุที่ไม่มีรูปร่างแต่ไม่โปร่งใส
เมื่อออกแบบแม่พิมพ์และเลือกเครื่องฉีดพลาสติก ควรคำนึงถึงข้อกำหนดและข้อควรระวังต่อไปนี้สำหรับพลาสติกแบบผลึก:
1) ความร้อนที่ต้องการเพื่อให้อุณหภูมิของวัสดุเพิ่มขึ้นจนถึงอุณหภูมิการขึ้นรูปนั้นมีมาก และควรใช้อุปกรณ์ที่มีความสามารถในการทำให้เป็นพลาสติกขนาดใหญ่
2. ความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการทำความเย็นมีมาก ดังนั้นจึงควรระบายความร้อนให้เต็มที่
3 ความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงจำเพาะระหว่างสถานะหลอมเหลวและสถานะของแข็งมีขนาดใหญ่ การหดตัวของแม่พิมพ์มีขนาดใหญ่ และมีแนวโน้มที่จะเกิดการหดตัวและรูพรุน
④การระบายความร้อนที่รวดเร็ว ความตกผลึกต่ำ การหดตัวเล็กน้อย และความโปร่งใสสูงความเป็นผลึกเกี่ยวข้องกับความหนาของผนังของชิ้นส่วนพลาสติก ความหนาของผนังจะเย็นตัวช้า ความเป็นผลึกสูง การหดตัวมีขนาดใหญ่ และคุณสมบัติทางกายภาพดีดังนั้นวัสดุที่เป็นผลึกควรควบคุมอุณหภูมิของแม่พิมพ์ตามที่ต้องการ
⑤ anisotropy ที่สำคัญและความเครียดภายในขนาดใหญ่หลังจากการถอดแบบแยกส่วน โมเลกุลที่ยังไม่ตกผลึกมีแนวโน้มที่จะตกผลึกต่อไปและอยู่ในสภาวะที่ไม่สมดุลของพลังงาน ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียรูปและบิดเบี้ยวได้
⑥ ช่วงอุณหภูมิการตกผลึกแคบ และง่ายต่อการฉีดวัสดุที่ไม่ละลายลงในแม่พิมพ์หรือปิดกั้นช่องป้อนอาหาร
4. พลาสติกที่ไวต่อความร้อนและพลาสติกไฮโดรไลซ์ได้ง่าย
4.1 ความไวต่อความร้อนหมายความว่าพลาสติกบางชนิดไวต่อความร้อนมากขึ้นและเวลาในการทำความร้อนจะนานที่อุณหภูมิสูงหรือหน้าตัดของช่องป้อนอาหารมีขนาดเล็กเกินไป และเมื่อแรงเฉือนมีขนาดใหญ่ อุณหภูมิของวัสดุจะเพิ่มขึ้นและมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ไปจนถึงการเปลี่ยนสี การย่อยสลาย และการสลายตัวมันมีลักษณะนี้.พลาสติกเรียกว่าพลาสติกที่ไวต่อความร้อนเช่น PVC ชนิดแข็ง, โพลีไวนิลดีนคลอไรด์, ไวนิลอะซิเตตโคโพลีเมอร์, POM, โพลีคลอโรไตรฟลูออโรเอทิลีน เป็นต้น เมื่อพลาสติกที่ไวต่อความร้อนถูกย่อยสลาย จะเกิดผลพลอยได้ เช่น โมโนเมอร์ ก๊าซ และของแข็ง โดยเฉพาะก๊าซที่สลายตัวบางชนิดจะเกิดการระคายเคือง กัดกร่อน หรือเป็นพิษ ต่อร่างกายมนุษย์ อุปกรณ์ และแม่พิมพ์ดังนั้นควรให้ความสำคัญกับการออกแบบแม่พิมพ์ การเลือกเครื่องฉีดพลาสติก และการขึ้นรูปควรเลือกเครื่องฉีดขึ้นรูปแบบสกรูหน้าตัดของระบบประตูควรมีขนาดใหญ่แม่พิมพ์และกระบอกควรชุบโครเมียม และไม่ควรมีมุมเพิ่มสารเพิ่มความคงตัวเพื่อลดคุณสมบัติไวต่อความร้อน
4.2 แม้ว่าพลาสติกบางชนิด (เช่น PC) จะมีน้ำในปริมาณเล็กน้อย แต่ก็จะสลายตัวภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูงคุณสมบัตินี้เรียกว่าการไฮโดรไลซิสอย่างง่าย ซึ่งจะต้องได้รับความร้อนและทำให้แห้งล่วงหน้า
5. ความเครียดแตกและแตกหักละลาย
5.1 พลาสติกบางชนิดไวต่อความเค้น และมีแนวโน้มที่จะเกิดความเค้นภายในระหว่างการขึ้นรูป และเปราะและแตกง่ายชิ้นส่วนพลาสติกจะแตกร้าวภายใต้แรงกระทำภายนอกหรือตัวทำละลายด้วยเหตุนี้ นอกเหนือจากการเติมสารเติมแต่งลงในวัตถุดิบเพื่อปรับปรุงความต้านทานการแตกร้าวแล้ว ควรให้ความสำคัญกับการทำให้วัตถุดิบแห้ง และควรเลือกสภาวะการขึ้นรูปอย่างสมเหตุสมผลเพื่อลดความเครียดภายในและเพิ่มความต้านทานการแตกร้าวควรเลือกรูปทรงที่เหมาะสมของชิ้นส่วนพลาสติก และไม่ควรกำหนดมาตรการ เช่น เม็ดมีด เพื่อลดความเข้มข้นของความเค้นให้เหลือน้อยที่สุดเมื่อออกแบบแม่พิมพ์ ควรเพิ่มความลาดเอียงของแม่พิมพ์ และเลือกช่องป้อนอาหารและกลไกการดีดออกที่เหมาะสมในระหว่างการขึ้นรูป ควรปรับอุณหภูมิของวัสดุ อุณหภูมิของแม่พิมพ์ ความดันในการฉีด และเวลาในการทำความเย็นให้เหมาะสม เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนพลาสติกเย็นและเปราะเกินไปหลังจากการขึ้นรูป ชิ้นส่วนพลาสติกควรได้รับการบำบัดภายหลังเพื่อปรับปรุงความต้านทานการแตกร้าว ขจัดความเครียดภายใน และห้ามไม่ให้สัมผัสกับตัวทำละลาย
5.2 เมื่อโพลีเมอร์ละลายด้วยอัตราการไหลของการหลอมละลายผ่านรูหัวฉีดที่อุณหภูมิคงที่และอัตราการไหลของมันเกินค่าที่กำหนด รอยแตกตามขวางที่เห็นได้ชัดเจนบนพื้นผิวหลอมละลายเรียกว่าการแตกหักของหลอมละลาย ซึ่งจะทำให้รูปลักษณ์และคุณสมบัติทางกายภาพของ ชิ้นส่วนพลาสติกดังนั้น เมื่อเลือกโพลีเมอร์ที่มีอัตราการหลอมเหลวสูง ฯลฯ ควรเพิ่มหน้าตัดของหัวฉีด รันเนอร์ และช่องป้อน ความเร็วในการฉีดควรลดลง และอุณหภูมิของวัสดุควรเพิ่มขึ้น
6. ประสิทธิภาพการระบายความร้อนและอัตราการทำความเย็น
6.1 พลาสติกหลายชนิดมีคุณสมบัติทางความร้อนที่แตกต่างกัน เช่น ความร้อนจำเพาะ การนำความร้อน และอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนเมื่อทำการปั้นพลาสติกด้วยความร้อนจำเพาะสูง จำเป็นต้องใช้ความร้อนจำนวนมาก และควรเลือกเครื่องฉีดขึ้นรูปที่มีความสามารถในการทำให้เป็นพลาสติกสูงเวลาในการทำความเย็นของพลาสติกที่มีอุณหภูมิการบิดเบือนความร้อนสูงอาจสั้นและการถอดแบบออกเร็ว แต่ควรป้องกันการเสียรูปในการระบายความร้อนหลังจากการถอดแบบพลาสติกที่มีค่าการนำความร้อนต่ำจะมีอัตราการเย็นตัวที่ช้า (เช่น โพลีเมอร์ไอออนิก ฯลฯ) ดังนั้นจึงต้องทำให้เย็นลงเต็มที่ และต้องเสริมประสิทธิภาพการทำความเย็นของแม่พิมพ์ด้วยแม่พิมพ์วิ่งร้อนเหมาะสำหรับพลาสติกที่มีความร้อนจำเพาะต่ำและมีการนำความร้อนสูงพลาสติกที่มีความร้อนจำเพาะสูง ค่าการนำความร้อนต่ำ อุณหภูมิการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนต่ำ และอัตราการเย็นตัวช้าไม่เอื้อต่อการขึ้นรูปด้วยความเร็วสูง และต้องเลือกเครื่องฉีดขึ้นรูปที่เหมาะสม และต้องเสริมการหล่อเย็นของแม่พิมพ์
6.2 พลาสติกชนิดต่างๆ จำเป็นต้องรักษาอัตราการเย็นตัวที่เหมาะสมตามชนิด ลักษณะ และรูปร่างของชิ้นส่วนพลาสติกดังนั้นจึงต้องตั้งค่าแม่พิมพ์ด้วยระบบทำความร้อนและความเย็นตามความต้องการในการขึ้นรูปเพื่อรักษาอุณหภูมิของแม่พิมพ์ไว้เมื่ออุณหภูมิของวัสดุเพิ่มอุณหภูมิของแม่พิมพ์ ควรทำให้เย็นลงเพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนพลาสติกเสียรูปหลังจากการขึ้นรูป ลดรอบการขึ้นรูป และลดความเป็นผลึกเมื่อความร้อนเหลือทิ้งของพลาสติกไม่เพียงพอที่จะรักษาแม่พิมพ์ไว้ที่อุณหภูมิที่กำหนด แม่พิมพ์ควรติดตั้งระบบทำความร้อนเพื่อให้แม่พิมพ์อยู่ในอุณหภูมิที่กำหนดเพื่อควบคุมอัตราการทำความเย็น รับรองความลื่นไหล ปรับปรุงสภาพการบรรจุ หรือควบคุมพลาสติก ชิ้นส่วนให้เย็นช้าๆป้องกันการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอทั้งภายในและภายนอกชิ้นส่วนพลาสติกที่มีผนังหนาและปรับปรุงความเป็นผลึกสำหรับผู้ที่มีความลื่นไหลดี พื้นที่การขึ้นรูปขนาดใหญ่ และอุณหภูมิของวัสดุไม่เท่ากัน ตามเงื่อนไขการขึ้นรูปของชิ้นส่วนพลาสติก บางครั้งการทำความร้อนหรือความเย็นอาจใช้สลับกัน หรือใช้การทำความร้อนและความเย็นเฉพาะที่ร่วมกันเพื่อจุดประสงค์นี้ แม่พิมพ์ควรติดตั้งระบบทำความเย็นหรือทำความร้อนที่สอดคล้องกัน
เวลาโพสต์: 29 พ.ย.-2022
