内应力是如何形成的?

2024-12-10


来源《阿玛模塑》

【内应力产生】

在注塑制品中,各处局部应力状态是不同的,制品变形程度将决定于应力分布。如果制品在冷却时。存在温度梯度,则这类应力会发展,所以这类应力又称为“成型应力”。

注塑制品的内应力包两种:一种是注塑制品成型应力,另一种是温度应力。当熔体进入温度较低的模具时,靠近模腔壁的熔体讯速地冷却而固化,于是分子链段被“冻结”。由于凝固的聚合物层,导热性很差,在制品厚度方向上产生较大的温度梯度。制品心部凝固相当缓慢,以致于当浇口封闭时,制品中心的熔体单元还未凝固,这时注塑机又无法对冷却收缩进行补料。

这样制品内部收缩作用与硬皮层作用方向是相反的;内部处于静态拉伸而表层则处于静态压缩。  

在熔体充模流动时,除了有体积收缩效应引起的应力外。还有因流道,浇口出口的膨胀效应而引起的应力;前一种效应引起的应力与熔体流动方向有关,后者由于出口膨胀效应将引起在垂直于流动方向应力作用。

【变形的本质】

变形的本质是力的作用结果。这个力源于注塑过程中塑胶分子收缩,收缩不均产生的残余应力作用于产品,导致了变形,应力痕,光影,厚薄印,开裂,等等。

【塑胶是如何收缩的】

塑胶分子收缩是一种运动,运动需要能量(热量)。管理模具热量传递即管理收缩,控制了收缩即控制了变形。

均匀收缩不会产生残余应力,产品不会变形。收缩不均匀性客观存在,如何管控?

每种塑胶材料的收缩率都是一个范围值,这是由材料分子结构和链长决定的。具体一个产品收缩多少,收缩均匀程度,受制于多种因素,包括产品壁厚,结构;模具浇口,流道,冷却设计,模具强度;注塑机性能;工艺参数;环境条件,等等。这些众多因素相辅相成,相互制约,深刻理解这些因素之间的交互性影响,是创新地预防问题,解决问题,降低成本的关键。这些因素之间到底如何交互影响?

如何管控这些复杂条件,获得一个稳定,变形合格的产品?

【变形和应力痕,光影,厚薄印本质一样】

变形,尺寸不稳定,应力痕,厚薄印,光影,等等都是残余应力的各种表现形式,为什么会有这么多表现形式?

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如何优化产品结构,优化模具条件,降低残余应力?

如何优化参数降低残余应力?

如何选配机器降低残余应力?

如何建议材料商改性材料降低残余应力?

降低残余应力即降低了变形,改善了应力痕,光影,厚薄印。

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