注射成型过程分析及产品质量控制07-4

(113页)

'注射成型过程分析及产品质量控制07-4'
注射成型过程及产品质量分析 北京工商大学材料系 王 澜 1n 1.1. 注射充模过程及熔体流动分析n 1.2、保压过程及分析n 1.3、倒流与冷却定型过程及分析n 2.1. 注射成型制品的内应力n 2.3.注塑成型缺陷及解决方法 2一.注射成型过程分析 3 机筒加热和螺杆剪 螺杆以高压、高 切的双重作用 速推动 机筒中的聚合物: 固态→熔融状态 充模 制品 保压冷却定型n 聚合物的注射成型主要包括三个基本过程:n 塑化熔融、注射充模、冷却定型.n 这些过程与制品质量、生产效率、原料、工艺性能 等因素有密切关系。/ 4 1.1. 注射充模过程及熔体流动分析?注射充模过程----塑化良好的聚合物熔体,在柱塞或螺杆的压力作用下,由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一阶段称为注射充模过程。?这是一个非连续非等温的体系,要从理论上进行定量分析更为不易,人们更多的是通过实验测定来揭示这一过程的影响因素及其内在的规律性。?根据聚合物熔体注射的流动历程,对物料在料筒、喷嘴的流动,物料充模流动作一简要的分析。/ 5塑料熔体进入模腔内的流动情况可分为充模、保压、倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段。 空载期t0~t1①.充模阶段t0~t2 充模期t1~t2 ②.保压阶段t2~t3 ③.倒流阶段t3~t4 ④.冻结后的冷却阶段t4~t5 6 1.1.1 物料通过料筒的压力损失q注射时,熔融物料通过料筒的运动特性,对往模腔内供给熔体和传递压力都有重要影响.v柱塞式注射机,柱塞向前运动时,先将未熔融的粒子压缩,然后将熔融料注入喷嘴和模腔内,v前者的阻力很大,引起很大的压力降,甚至可达料筒总压力降的 80%,并且还影响熔体的注射速度。 柱塞式v压紧粒料的压力降损失值ΔPg可用下式作近似计算: 7 熔体在料筒中流动的压力损失为: 式中 q 熔体通过料筒的体积流量cm3/sv v—— R 料筒内壁半径cm , v —— η 牛顿流体的粘度 v —— L 熔体流经料筒的长度cm v 2——v上式表明,高聚物熔体在料筒中的压力损失随料筒内熔体的长度、熔体的粘度和体积流率的增大而增加,随料筒半径的增大而减小。/ 8 这样,柱塞式注射装置料筒中物料总的压力损失 应为前二者之和:v螺杆式注射装置v由于螺杆在塑化时的旋转,把熔料推向螺杆前方,注射时,螺杆前移,将熔料推向喷嘴。 螺杆式v熔料在料筒内的压力损失主要来自熔体的摩擦阻力和喷嘴的阻力,压力损失较少,主要决定于熔体的粘度与流率qv。v熔体的流动速度应基本与螺杆平移速度同步进行。/ 9 1.1.2.熔体在喷嘴中的运动 首先,熔体通过喷嘴孔时的压力损失值仍可用 进行近似计算。 可预料:v由于喷嘴孔直径小,其注射压力损失值应增大,当体积流率qv一定时,通过喷嘴的剪切速率将增大,熔体通过喷嘴时定会发生明显的温升。v对于聚合物熔体,大多数属于假塑性流体,在高剪切与温升作用下,其表观粘度必然下降,这可以使压力损失值下降。/ 10 v由图看出,主要生热效 应发生在喷嘴的入口处。 v当喷嘴孔直径和注射压 力一定时,熔体温升随注 射速率增加而增加。 v为什么热稳定性差的塑 料不宜采用细孔喷嘴进行 高速注射充模 ?/图: PS在直径1mm长10mm的细孔喷嘴中温度分布压力:a-73Mpa, b-77MPa,c-100MPa,d-ll5MPa 1-离开喷嘴后,2-在喷嘴细孔中,3-在喷嘴细孔入口附近,4~9-沿喷嘴长度的不同点,10-料筒头部 11 1.1.3.熔体在模腔中的充模流动分析 熔体→主浇道→分浇道→浇口→模腔q这一历程很短,但热熔体在其内的流速、温度与压力都产生很复杂的变化。q简要说明: q熔体充模时流动的一般特性 q影响充模的各种因素。/ 12 ⑴.熔体在模具浇注系统内的流动 q正如流过喷嘴一样,熔体流过主浇道、分浇道和 浇口时也有温度变化和压力损失, 影响浇注系统的加热状态、熔体的流变性能、浇注系统形状和尺寸. 13v熔体流过热浇道时,温度保持在熔点以上,其温度变化和压力损失的影响因素与经过喷嘴的情况相似。熔体流过冷浇道时,浇道温度远低于熔体温度,紧贴壁的熔体被迅速冷凝而形成不动壳层。Ø因而使熔体能通过的截面积减小,流动阻力增大,使熔体的压力损失增加,降低了充模的模腔压力。/ 14 v影响冷凝壳层厚度的因素: v熔体的冷凝速度、 v聚合物的热物理性能、 v熔体温度、 v熔体流动速度、 v模具温度等。v易结晶的聚合物当温度低于熔点时会很快凝固,如尼龙6,降低熔体温度和模具温度都会使壳层加厚。/ 15 浇口大小 压力损失、剪切速率 过大的剪切速率会使熔体 出现不稳定流动现象v浇口越小→压力损失增大→剪切速率提高→熔体温度迅速上升→烧焦和降解现象。v当浇口尺寸已定时,提高熔体温度是防止不稳定流动的有效措施,v在熔体温度不允许有变化时,可适当降低注射压力以降低注射速度,从而避免不稳定流动发生。/ 16 q对大多数塑料熔体来说,增大浇口截面积提高 熔体充模时的体积流率有一极限值,q当浇口截面积超过此值之后,反而会使体积流率下降。q在大多数情况下,截面积小的浇口更有利于熔体的快速充模。/ 17 解释 塑料熔体大多具有假塑性流体的流变特性,其表观粘度 n-1 与剪切速率之间存在ηa=Kγ (n<1)的关系。v大多数情况下,减小浇口的截面积,剪切速率因流速的提高而增大,同时高剪切速率下产生的摩擦热会使熔体温度提高,v这二者都使通过浇口的熔体粘度下降,而粘度下降又将会导致熔体的体积流率增大。/ 18 ⑵.熔体在模腔内的流动 v熔体的充模过程----是从聚合物进入模腔开始 到模腔被充满时为止。 v熔体充模的流动应为层流流动, v起始阶段,熔体流前缘 呈圆弧形; v过渡阶段,前缘从圆弧 形逐渐过渡到直线形; v主阶段,熔体主流,前图:充模时熔体前缘变化 缘呈直线移动,直至充的各阶段, l-开始阶段 2-过渡阶段 3-主阶段 满模腔。/ 19熔体在典型模腔内的流动方式 20v图3-30 沿圆周方向 图3-29 充填圆片状模腔的充模流动 时熔体前缘前后相继出 ↑ 现的位置 如果对于浇口位于制品中心且轴线垂直于圆片制品的模腔进行充模时,熔体料流则以浇口为中心,用差不多相同的速度向周围方向铺展流动充模。/ 21 熔体遇到障碍物时的充模流动: §流动方向一般分为两股,绕过障碍物再 汇合在一起,在汇合处常有熔接缝形成, §熔体流过不同断面形状障碍物时,速度 变化与流动情况不同。 §较好的断面形状是圆柱形,绕过圆柱形 。 障碍的熔体质点其运动速度是逐渐升高和 下降的,而且升降幅度最小。形成一个无 熔体存在的封闭三角区。/图3-31 塑料熔体围绕不同形状的障碍物流动时速度V的变化 a)矩形 b)圆柱形 c)菱形 22熔体在模腔内的流动类型 23 q快速充模:湍流流动 q易将空气带入成型物内 q模内空气难于排出 q制品存在较大的内应力。 q慢速充模:层流流动 q可避免以上的缺陷q流速过小: q延长充模时间, q降温引起熔体粘度提高,流动性下降充模不全, q出现分层和结合不好的熔接
关 键 词:
注射成型过程分析及产品质量控制07-4 ppt、pptx格式 免费阅读 下载 天天文库
 天天文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:注射成型过程分析及产品质量控制07-4
链接地址: https://www.wenku365.com/p-44790669.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服点击这里,给天天文库发消息,QQ:1290478887 - 联系我们

本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有【成交的100%(原创)】。本站是网络服务平台方,若您的权利被侵害,侵权客服QQ:1290478887 欢迎举报。

1290478887@qq.com 2017-2027 https://www.wenku365.com 网站版权所有

粤ICP备19057495号 

收起
展开