翹曲變形是指塑料型材制品的形狀發(fā)生畸變而翹曲不平,偏離了制件的形狀精度要求,它是注射模設(shè)計(jì)和注射生產(chǎn)中常見(jiàn)的較難解決的制品缺陷之一。
1.充模冷卻與翹曲變形:熔融的塑料在注射壓力的作用下,充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻、凝固。在這個(gè)過(guò)程中,溫度、壓力、速度三者相互耦合作用,對(duì)塑件的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。
較高的壓力和流速會(huì)產(chǎn)生高剪切應(yīng)力,引起平行于流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向的分子取向的差異,形成塑料型材件較大的內(nèi)應(yīng)力。溫度對(duì)翹曲變形的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
塑件內(nèi)外表面溫差會(huì)引起熱應(yīng)力和熱變形;
塑件不同區(qū)域之間的溫度差引起不均勻收縮;
不同的溫度狀態(tài)會(huì)影響塑料型材件的收縮率。
因此,嚴(yán)格控制適宜的注射工藝參數(shù)是減少翹曲變形的重要手段。
2、塑料型材制件收縮與翹曲變形:注塑件翹曲變形的直接原因在于塑件的不均勻收縮。對(duì)翹曲變形分析而言,收縮本身并不重要,重要的是收縮的差異。在注塑成型過(guò)程中,熔料在注射充模階段由于聚合物分子沿流動(dòng)方向的排列使塑料在流動(dòng)方向上的收縮率比垂直方向的收縮率大,而使注塑件產(chǎn)生翹曲變形。
一般均勻收縮只引起塑料件體積上的變化,只有不均勻收縮才會(huì)引起翹曲變形。結(jié)晶型塑料在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮率之差較非結(jié)晶型塑料大,而且其收縮率也較非結(jié)晶型塑料大。因此,結(jié)晶型塑料件翹曲變形的傾向較非結(jié)晶型塑料大得多。
3、殘余熱應(yīng)力與翹曲變形:在注射成型過(guò)程中,殘余熱應(yīng)力是引起翹曲變形的一個(gè)重要因素,由于殘余熱應(yīng)力對(duì)制件翹曲變形的影響非常復(fù)雜,模具設(shè)計(jì)通常借助注塑CAE軟件進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。
總結(jié):影響精密扁薄形塑料型材制件翹曲變形的因素有很多,模具的結(jié)構(gòu)、塑料材料的熱物理性能以及注射成型過(guò)程的工藝參數(shù)均對(duì)制件的翹曲變形有不同程度的影響。因此,對(duì)制件翹曲變形機(jī)理的試驗(yàn)研究必須突出重點(diǎn)綜合考慮諸多的因素。
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