电动车塑件开裂原因及内应力分析
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注塑产品开裂或易断裂原因及解决办法注塑产品开裂或易断裂原因及解决办法制品开裂,包括表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘膜、流道粘膜儿造成或创伤危机,开裂按时间分脱模开裂和应用开裂。
裂纹是指开模或顶出时成型制品破裂。
制品偏脆或者脱模不良时有时会产生裂纹。
顶出针的速度也会导致裂纹的产生,速度越快,则越容易发生破裂。
制品开裂的原因大致分析如下:1、加工方面①加工压力过大、速度过快、充料越多、注射、保压时间过长,都会造成内应力过大而开裂。
②快速强拉制品易造成脱模开裂,应适当调整开模速度与压力。
③适当调高模具温度,使制品易于脱模,适当调低料温防止分解。
④预防由于熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。
⑤适当使用脱模剂,注意经常清除模面上附着的气雾等物质。
⑥制品残余应力造成开裂。
可通过在制品成型后立即退火热处理来消除内应力,防止开裂。
2、模具方面①顶出要平衡,如顶杆数量、截面积要足够,脱模斜度要足够,型腔面要有足够光滑,这样才能防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。
②制品结构不能太薄,过渡部分应尽量采用圆弧过渡,避免尖角,倒角造成应力集中。
③尽量少用金属嵌件,防止嵌件与制品的收缩率不同造成内应力过大。
④主流道足够大使浇口料未来的及固化时脱模,易于脱模。
⑤对深底制品应适当设置脱模进气孔,防止形成真空负压。
⑥主流道衬套和喷嘴接合应防止冷硬料的拖拉而使制品黏在定模上。
3、材料方面①再生料含量太高,制品强度过低,易造成开裂。
②湿度过大,造成塑料与水汽发生化学反应,降低强度儿造成顶出开裂。
应遵守各材料的成型温度,缩短停留时间以减少树脂分解老化,强化干燥条件抑制加水分解。
还可以通过提高模具温度和延长冷却时间来提高制品的结晶化程度。
③材料本身不适宜加工环境或质量不佳,受到污染都会造成开裂。
4、机台方面注塑机塑化容量要适当,过小塑化不充分未能完全混合而变脆,过大时会分解。
减慢开模速度和顶出速度以减轻成型品所承受的负荷以减少裂痕。
注塑件开裂造成原因1. 注塑温度不合适会导致注塑件开裂呀!就好比做饭时火候没掌握好,饭菜不是夹生就是烧焦了,注塑也一样啊!你想想,温度太高或太低,那注塑件能不出现问题吗?比如那次生产的塑料杯子,不就是温度没调好裂了嘛。
2. 模具设计不合理也是个大问题呢!这就像给人穿了一双不合脚的鞋子,能舒服吗?注塑件也是啊,模具不好,它不就容易开裂啦!上次那个玩具的模具就是有问题,生产出来的注塑件好多都开裂了。
3. 注塑压力过大也不行呀!就好像你用力过猛去拉一个东西,很容易就拉断了呀,注塑件也一样会受不了的!之前做那个零件的时候,压力调太大了,结果好多都开裂了,多可惜呀!4. 材料本身质量差能不出问题吗?这就跟盖房子用了劣质砖头一样,房子能牢固吗?注塑件要是材料不行,开裂那是早晚的事!记得有回用了一批不太好的塑料,做出来的注塑件好多都有裂缝。
5. 冷却时间不恰当也会惹祸呀!就像跑步后马上停下来会不舒服,注塑件冷却不好也会开裂的!那次生产的小饰品,就是冷却时间没把握好,好多都裂了呢。
6. 注塑速度太快也是原因之一哦!这就好像开车开太快容易出事故一样,注塑件也受不了这么猛的呀!有次做一个小盒子,速度太快了,好多都开裂了。
7. 脱模方式不对能行吗?这就像强行把粘住的东西扯开,肯定会弄坏呀!注塑件要是脱模不当,不就容易裂啦!之前脱模时太粗暴,导致好多注塑件都裂了。
8. 产品结构设计有问题也不行啊!这就好比建房子结构不合理会倒塌一样,注塑件也会因为这个开裂呀!那次的一个小部件,就是结构设计得不好,出现好多开裂的。
9. 加工工艺不稳定也会导致注塑件开裂呀!这就像人一会儿高兴一会儿生气,能不出问题吗?有段时间工艺不太稳,生产的注塑件开裂的就多了起来。
10. 环境因素也不能忽视呀!温度湿度变化大,注塑件能好受吗?就像人在忽冷忽热的环境里容易生病一样!记得有回车间环境不太好,那阵子注塑件开裂的情况就多了些。
我的观点结论:注塑件开裂的原因有很多,我们在生产过程中一定要注意各个方面,认真把控,才能减少注塑件开裂的情况发生呀!。
塑料应力开裂机理引言:塑料应力开裂是塑料材料在受到外部力作用下发生裂纹扩展的现象。
了解塑料应力开裂机理对于改善塑料材料的性能和延长使用寿命具有重要意义。
本文将介绍塑料应力开裂的原因、机理以及相关的防护措施。
一、塑料应力开裂的原因塑料应力开裂主要是由于外部力作用下,塑料中存在的应力集中导致材料发生破裂。
塑料材料在制造、加工和使用过程中都会受到各种力的影响,如拉伸力、压缩力、折弯力等。
这些力会导致塑料内部应力的积累和集中,当超过材料本身的承载能力时,就会引发裂纹的扩展。
二、塑料应力开裂的机理1. 弹性形变:当外部力作用于塑料时,塑料会发生弹性形变,也就是材料的形状会发生改变。
在塑料中存在的缺陷、异质物等会导致应力集中,从而引发裂纹的形成。
2. 断裂韧性:塑料的断裂韧性是指材料在受到外力影响下抵抗破坏的能力。
塑料材料通常具有低的断裂韧性,这也是塑料应力开裂的主要原因之一。
当材料的断裂韧性不足以抵抗外部力的作用时,就会发生裂纹的扩展。
3. 热应力:塑料材料在制造和使用过程中受到温度的影响,温度变化会引起材料的热胀冷缩,从而产生热应力。
热应力会使塑料材料发生变形和应力集中,增加裂纹的形成和扩展的可能性。
三、塑料应力开裂的防护措施1. 选择合适的材料:不同的塑料材料具有不同的性能和应用范围,在选择材料时应根据具体的使用条件和外部力的作用选择合适的材料,以提高塑料的抗裂性能。
2. 控制加工条件:在塑料制品的生产过程中,控制加工条件对于减少塑料应力开裂具有重要意义。
合理控制加工温度、速度和压力,避免过大的应力集中,减少材料的应力开裂风险。
3. 增加塑料的韧性:通过添加改性剂、增强剂等,可以有效提高塑料材料的韧性,增加其抗裂性能。
同时,适当调整材料的配方和加工工艺,以提高材料的韧性和耐热性。
4. 设计合理的结构:在塑料制品的设计过程中,合理的结构设计可以减少应力集中,避免裂纹的形成和扩展。
通过改变结构的形状和尺寸,减少应力集中点,提高塑料制品的抗裂性能。
常见塑料制品开裂的原因浅析及检测方法简述引言工程塑料因为其优异的特性——高强度、耐热、耐冲击、抗老化等而被广泛应用于工业零件及各种外壳制造上。
但在制造或使用过程中,塑料制品很有可能被钉螺丝或涂胶水,这样的处理常常会诱发塑料制品的应力开裂,致使次品率很高。
而开裂是塑料制品经常出现的致命缺陷,包括制作表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成的创伤。
引起开裂的原因涉及模具、成型工艺、塑料材料、环境应力等方面。
开裂原因浅析及改进建议不同的开裂原因会导致不同的开裂类型,如果按照开裂的时间分类,塑料制品开裂现象通常有两种情况:(一)脱模开裂,塑料制品从模具脱出或在机器加工过程中出现开裂,这种开裂原因和后果比较容易预估;(二)应用开裂,塑料制品在放置一段时间后或使用过程中出现开裂,这种开裂往往难以预测,且产生的后果可能是毁灭性的。
以下主要从塑料材料的选择和环境应力的角度出发,结合以上两种开裂类型简单阐述开裂原因及改进建议。
1. 材料类型所致开裂的原因分析及改进建议下面通过两个案例,从选材背景及加工后出现的问题来分析材料选择对产品开裂可能造成的影响。
1.1圆孔性连接器(代表成型中空制品)一直以来,客户在生产成型小型圆孔时,选择的都是聚苯硫醚PPS GF30/GF40这种材料,器件没有出现任何开裂现象。
在开发大圆孔径系列连接器时,客户再次选用全球多家知名厂家的PPS GF30/GF40材料。
加工的结果是制品开裂非常严重,有些属于脱模开裂,有些属于应用开裂,而且不同厂家同类型含量的PPS均存在制品开裂问题。
客户和材料厂商起初怀疑是塑料冲击强度不够,但同时发现冲击强度比PPS GF30/GF40低的PA6和PC材料却反而不开裂。
在选用一些知名厂家提供的高抗冲击性PPS GF40材料后,开裂问题依然存在(图1)。
根据客户提供的信息,我们分析,很可能是由于成型塑料圆孔的模具型芯采用的是硬质合金材料。
金属材料导热和散热能力较强,而一般塑料材料散热能力较弱,金属材料和塑料挤出时不可避免会产生收缩相差较大的情况,塑料产品不同部位温度也有较大差别,对于延展性不好(断裂伸长率偏小)的塑料,无疑会发生断裂的现象。
常见塑料制品开裂的原因浅析及检测方法简述引言工程塑料因为其优异的特性——高强度、耐热、耐冲击、抗老化等而被广泛应用于工业零件及各种外壳制造上。
但在制造或使用过程中,塑料制品很有可能被钉螺丝或涂胶水,这样的处理常常会诱发塑料制品的应力开裂,致使次品率很高。
而开裂是塑料制品经常出现的致命缺陷,包括制作表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成的创伤。
引起开裂的原因涉及模具、成型工艺、塑料材料、环境应力等方面.开裂原因浅析及改进建议不同的开裂原因会导致不同的开裂类型,如果按照开裂的时间分类,塑料制品开裂现象通常有两种情况:(一)脱模开裂,塑料制品从模具脱出或在机器加工过程中出现开裂,这种开裂原因和后果比较容易预估;(二)应用开裂,塑料制品在放置一段时间后或使用过程中出现开裂,这种开裂往往难以预测,且产生的后果可能是毁灭性的。
以下主要从塑料材料的选择和环境应力的角度出发,结合以上两种开裂类型简单阐述开裂原因及改进建议。
1。
材料类型所致开裂的原因分析及改进建议下面通过两个案例,从选材背景及加工后出现的问题来分析材料选择对产品开裂可能造成的影响。
1。
1圆孔性连接器(代表成型中空制品)一直以来,客户在生产成型小型圆孔时,选择的都是聚苯硫醚PPS GF30/GF40这种材料,器件没有出现任何开裂现象.在开发大圆孔径系列连接器时,客户再次选用全球多家知名厂家的PPS GF30/GF40材料。
加工的结果是制品开裂非常严重,有些属于脱模开裂,有些属于应用开裂,而且不同厂家同类型含量的PPS均存在制品开裂问题。
客户和材料厂商起初怀疑是塑料冲击强度不够,但同时发现冲击强度比PPS GF30/GF40低的PA6和PC材料却反而不开裂。
在选用一些知名厂家提供的高抗冲击性PPS GF40材料后,开裂问题依然存在(图1)。
根据客户提供的信息,我们分析,很可能是由于成型塑料圆孔的模具型芯采用的是硬质合金材料。
金属材料导热和散热能力较强,而一般塑料材料散热能力较弱,金属材料和塑料挤出时不可避免会产生收缩相差较大的情况,塑料产品不同部位温度也有较大差别,对于延展性不好(断裂伸长率偏小)的塑料,无疑会发生断裂的现象。
塑件产生裂纹的原因是什么,如何排除?(1)缺陷特征塑件裂纹的主要表现是:塑件的内外表面出现有空隙的裂缝及由此形成的破损。
(2)缺陷产生的原因及其排除方法塑件之所以出现裂纹,主要是由于塑件所受应力太大或者应力集中所致,具体分析如下。
1)注塑模具①若顶杆的位置不对或安装不当,使得顶出阻力增大,塑件局部应力集中,导致塑件出现裂纹,对此,要检查顶杆位置及安装质量。
②若塑件的脱模斜度太小,脱模阻力增大,在强制脱模时,塑件受到过大顶出力作用而出现裂纹,对此,要适当加大脱模斜度,以利脱模。
③若顶出装置的顶杆截面积太小,在顶出塑件时受力不均匀,导致残余应力集中而出现裂纹,对此,应适当加大顶杆截面积。
④浇口处由于温差较大,是易于产生裂纹之处,对此,可在浇口周围设计环状加强筋来减少裂纹产生。
⑤对于流动性不好的塑料,如PSF、PPO、PC等,必须提高注射压力才能使熔体充满型腔,这类塑料成型时极易在浇口处出现裂纹,对此,可采用一种特殊浇口,如凸片浇口、侧浇口等,成型后可将产生裂纹的浇口部分分离。
⑥若型腔内有锐角、棱边等急剧变化之处,最易出现裂纹,型腔上的裂纹会复映到塑件上来,对此,应修复型腔,进行镀铬抛光处理。
⑦顶杆在顶出塑件的加力位置,应是脱模阻力最大的部位,如凸台、加强筋等,这样,才有利于塑件脱模,不至于出现应力过于集中。
⑧若浇口的形式或位置不当,很易产生裂纹,对此,可优先采用压力损失小,能承受较高压力的直浇口,或将正向浇口改为多个点浇口及侧浇口,并将浇口直径减小。
⑨注射时,喷嘴要与浇口紧密接触,模具受力相当大,模具在这种力的反复作用下会因疲劳而开裂,这种裂纹也会影响塑件,对此,必须对模具进行修复。
2)注塑工艺①若保压时间过长,塑件受到过大压力作用,会有较大残余应力,易使塑件因之而产生裂纹,对此,可适当缩短保压时间。
②若注射压力过大,残余应力也随之增大,这种应力易使塑件出现裂纹,对此,应适当降低注射压力。
③若注塑成型时必须采用较大注射压力,为降低塑件中的残余应力,可减少熔体与模具的温度,提高机筒与模具温度,延长塑件的冷却时间等,使取向的分子链能有时间得以恢复。
塑料件应力开裂原因分析及检测方法简述1.材料本身的问题:塑料材料选择不当、材料质量不过关或添加剂使用不当等都可能导致塑料件的应力开裂。
例如,在高温环境下,一些塑料材料会发生老化或失去强度,容易出现应力开裂。
2.设计不合理:塑料件的设计不合理也是应力开裂的常见原因之一、例如,墙厚过薄、变截面和过小的毛胚等都可能导致塑料件的应力集中,进而导致开裂。
3.加工工艺问题:塑料件在加工过程中如果没有采取适当的工艺措施,例如注塑温度过高、注塑压力过大、注塑速度过快等都可能导致应力集中和应力开裂。
1.观察外观:通过目测可以检测到塑料件的开裂情况。
开裂通常是由于应力集中导致的,因此在塑料件表面或边缘会出现明显的裂纹。
2.断面观察:将塑料件进行切割,观察其断面的结构和裂纹情况。
这种方法可以更直观地了解塑料件的应力分布情况,从而确定是否存在应力开裂。
3.拉伸试验:通过进行拉伸试验,可以测试塑料件的断裂强度和断裂伸长率。
如果塑料件的强度较低或伸长率较小,说明存在应力开裂的风险。
4.光散射检测:利用光散射原理,通过照射塑料件表面,观察光的散射情况来判断塑料件的应力状态。
应力集中的区域通常会散射更多的光。
5.应力测量:通过应力分析仪等设备对塑料件进行应力测试。
可以直接测量塑料件内部的应力分布,从而判断是否存在应力开裂的潜在风险。
总之,塑料件应力开裂的原因和检测方法多种多样,需要综合考虑材料、设计、加工和使用等方面的因素。
合理选择材料、优化设计、控制加工工艺以及进行适当的检测,可以降低应力开裂的风险,提高塑料件的使用寿命和可靠性。
塑料件应力开裂原因分析及检测方法简述几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力,尤其就是塑料注射制品得内应力更为明显。
内应力得存在不仅使塑料制品在储存与使用过程中出现应力开裂与翘曲变形,也影响塑料制品得力学性能、光学性能、电学性能及外观质量等。
应力开裂得必要条件就是试样或零件内存在应力,并存在某种应力集中因素如缺口、表面划伤等。
那么塑件应力从何而来呢?塑胶件内应力产生得原因依引起内应力得原因不同,可将内应力分成如下几类:(1 )取向内应力取向内应力就是塑料熔体在流动充模与保压补料过程中,大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生得一种内应力.取向得大分子链冻结在塑料制品内也就意味着其中存在未松弛得可逆高弹形变,所以说取向应力就就是大分子链从取向构象力图过渡到无取向构象得内力.塑料制品得取向内应力分布为从制品得表层到内层越来越小,并呈抛物线变化.(2 )冷却内应力冷却内应力就是塑料制品在熔融加工过程中因冷却定型时收缩不均匀而产得一种内应力。
尤其对厚壁塑料制品,塑料制品得外层首先冷却凝固收缩,其内层可能还就是热熔体,这徉芯层就会限制表层得收缩,导致芯层处于压应力状态,而表层处于拉应力状态。
塑料制品冷却内应力得分布为从制品得表层到内层越来越大,并也呈抛物线变化.另外,带金属嵌件得塑料制品,由于金属与塑料得热胀系数相差较大,容易形成收缩不一均匀得内应力。
(3 )环境应力环境应力开裂就是聚烯烃类塑料得特有现象,它就是指当制品存在应力时,与某些活性介质接触,会出现脆性裂纹,最终可能导致制品破坏. 这些活性物质可以就是洗涤剂、皂类、水、油、酸、碱、盐及对材料并无显著溶胀作用得有机溶剂。
原料混有其它杂质或掺杂不适当得或过量得溶剂或其它添加剂时,在某些应力集得位置就会导致裂纹。
有些塑料如ABS 等,在受潮状况下加热会与水汽发生催化裂化反应,使制件发生大得应变从而开裂。
(4 )其它对于结晶塑料制品而言,其制品部各部位得结晶结构与结晶度不同也会产生内应力。
塑胶件内应力产生的原因及PC/ABS 内应力开裂微观分析几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力,尤其是塑料注射制品的内应力更为明显。
内应力的存在不仅使塑料制品在储存和使用过程中出现应力开裂和翘曲变形,也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量等。
应力开裂的必要条件是试样或零件内存在应力,并存在某种应力集中因素如缺口、表面划伤等。
那么塑件应力从何而来呢?塑胶塑胶件内应力产生的原因件内应力产生的原因依引起内应力的原因不同,可将内应力分成如下几类:(1)取向内应力取向内应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中,大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种内应力。
取向的大分子链冻结在塑料制品内也就意味着其中存在未松弛的可逆高弹形变,所以说取向应力就是大分子链从取向构象力图过渡到无取向构象的内力。
塑料制品的取向内应力分布为从制品的表层到内层越来越小,并呈抛物线变化。
(2)冷却内应力冷却内应力是塑料制品在熔融加工过程中因冷却定型时收缩不均匀而产的一种内应力。
尤其对厚壁塑料制品,塑料制品的外层首先冷却凝固收缩,其内层可能还是热熔体,这徉芯层就会限制表层的收缩,导致芯层处于压应力状态,而表层处于拉应力状态。
塑料制品冷却内应力的分布为从制品的表层到内层越来越大,并也呈抛物线变化。
另外,带金属嵌件的塑料制品,由于金属与塑料的热胀系数相差较大,容易形成收缩不一均匀的内应力。
(3)环境应力环境应力开裂是聚烯烃类塑料的特有现象,它是指当制品存在应力时,与某些活性介质接触,会出现脆性裂纹,最终可能导致制品破坏。
这些活性物质可以是洗涤剂、皂类、水、油、酸、碱、盐及对材料并无显著溶胀作用的有机溶剂。
原料混有其它杂质或掺杂不适当的或过量的溶剂或其它添加剂时,在某些应力集的位置就会导致裂纹。
有些塑料如ABS 等,在受潮状况下加热会与水汽发生催化裂化反应,使制件发生大的应变从而开裂。
(4)其它对于结晶塑料制品而言,其制品部各部位的结晶结构和结晶度不同也会产生内应力。
南京德缘科技有限公司—高性能特殊工程塑料专业提供商和服务商塑料制品开裂分析及对策摘要:开裂是塑料制品经常出现的致命缺陷;开裂,包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模 而造成或创伤危机,按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。
引起开裂的原因涉及到模具、成型工艺、塑料材料等方面。
本文 主要从塑料材料选择角度探讨开裂问题。
关键词:塑料选材 塑料开裂 热平衡 延展性1:塑料制品缺陷综述塑料制品缺陷表现形式可分为外在缺陷(如表观、尺寸等)和内部缺陷(如开裂、脆性等)。
塑料制 品缺陷的本质成因则可归纳为 P(力)、V(填充量)、T(温度)。
而塑料制品开裂的终极原因则是由 于 P(力)引起的。
2:塑料制品开裂现象脱模开裂:塑料制品从模具脱模出来或在机加工过程中出现开裂;这种开裂产生的原因和后果比较 容易预估到。
A应用开裂:塑料制品在后置一段时间或使用过程中出现开裂。
这种开裂往往是比较难预测到的,产 生的后果可能是致命的。
如前一段时间出现的 3G iPhone 手机白色版后盖开裂现象,给苹果带来大 麻烦。
(电池加热升温导致后盖塑料热胀冷缩不均衡引起的)3:制品开裂成因分析不管什么塑料制品,最终开裂本质原因是受力(内应力、外部力等)引起的。
由此必须深入了解力 的来源。
目前一些客户在塑料选择上出现一些误区,造成大量塑料产品开裂。
现将一些典型案例进 行分析:3.1 圆孔型连接器(代表成型中空制品)选材背景:聚苯硫醚 PPS GF30/GF40 可以成型小型圆孔,没有任何开裂现象。
在开发大圆孔 径系列连接器,再次选用全球多家知名厂家 PPS GF30/GF40 材料。
加工结果:制品开裂非常严重,有些脱模开裂、有些属于应用开裂。
不同厂家同类型含量的 PPS 均存在制品开裂问题。
相关工程师和材料厂商起初确认是塑料冲击强度不够,但同时发现冲击 强度比 PPS GF30/40 低的 PA6 和 PC 材料则反而不开裂。
塑件开裂原因及内应力分析一、塑件开裂原因引言开裂:包括制件表面丝状裂纹、微裂、顶白、开裂及因制件粘模、流道粘模而造成或创伤危机。
按开裂时间分脱模开裂和应用开裂。
注塑制品一个普遍存在的缺点是有内应力,内应力的存在不仅是制件在储存和使用中出现翘曲变形和开裂的重要原因。
主要有以下几个方面的原因造成:1、加工方面:(1)加工压力过大、速度过快、充料愈多、注射、保压时间过长,都会造成内应力过大而开裂。
大力神云石胶(2)调节开模速度与压力防止快速强拉制件造成脱模开裂。
(3)适当调高模具温度,使制件易于脱模,适当调低料温防止分解。
(4)预防由于熔接痕,塑料降解造成机械强度变低而出现开裂。
(5)适当使用脱模剂,注意经常消除模面附着的气雾等物质。
(6)制件残余应力,可在成型后立即进行退火热处理来消除内应力而减少裂纹的生成。
2、模具方面:(1)顶出要平衡,如顶杆数量、截面积要足够,脱模斜度要足够,型腔面要有足够光滑,这样才防止由于外力导致顶出残余应力集中而开裂。
(2)制件结构不能太薄,过渡部份应尽量采用圆弧过渡,避免尖角、倒角造成应力集中。
(3)尽量少用金属嵌件,以防止嵌件与制件收缩率不同造成内应力加大。
(4)对深底制件应设置适当的脱模进气孔道,防止形成真空负压。
(5)主流道足够大使浇口料未来得及固化时脱模,这样易于脱模。
(6)主流道衬套与喷嘴接合应当防止冷硬料的拖拉而使制件粘在定模上。
3、材料方面:(1)再生料含量太高,造成制件强度过低。
(2)湿度过大,造成一些塑料与水汽发生化学反应,降低强度而出现顶出开裂。
(3)材料本身不适宜正在加工的环境或质量欠佳,受到污染都会造成开裂。
4、机台方面:注塑机塑化容量要适当,过小塑化不充分未能完全混合而变脆,过大时会降解。
二、塑件内应力分析内应力的种类:高分子材料在成型过程中形成的不平衡构象,在成型之后不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象,是注塑制品存在内应力的主要原因。
另外,外力使制件产生强迫高弹形变也会在其中形成内应力。
根据起因不同,通常认为热塑性塑料注塑制件中主要存在着四种不同形式的内应力。
对注塑制件力学性能影响最大的是取向应力和体积温度应力。
1、取向应力高分子取向使制件内存在着未松弛的高弹形变,主要集中在表层和浇口的附近,使这些地方存在着较大的取向应力,用退火的方法可以消除制件的取向应力。
试验表明,提高加工温度和模具温度、降低注射压力和注射速度、缩短注射时间和保压时间都能在不同程度上使制件的取向应力减小。
2、体积温度应力体积温度应力是制件冷却时不均匀收缩引起的。
因内外收缩不均而产生的体积温度应力主要靠减少制件内外层冷却降温速率的差别来降低。
这可以通过提高模具温度、降低加工温度来达到。
加工结晶塑料制件时,常常因各部分结晶结构和结晶度不等而出现结晶应力。
模具温度是影响结晶过程的最主要的工艺因素,降低模具温度可以降低结晶应力。
带金属嵌件的塑件成型时,嵌件周围的料层由于两种材料线膨胀系数不等而出现收缩应力,可通过预热嵌件降低应力。
这两种内应力主要是由于收缩不均而产生的,也属于体积温度应力。
3、与制件体积不平衡有关的应力高分子在模腔内凝固时,甚至在极其缓慢的条件下要使制件在脱模后立即达到其平衡体积,在实际上是不可能的。
实验测定表明,注塑制件中这种形式的内应力一般很小。
4、与制件顶出变形有关的内应力这种内应力主要与开模条件和模具顶出机构的设计有关。
正确选择开模条件使开模前的模腔压力接近于零,根据制件的结构和形状设计合理的顶出机构,使制件顶出时不致变形,是可以将这种形式的内应力减少到不会影响制件力学性能的限度以内的。
制品内存在比较大的内应力。
影响制品内应力的因素很多,也很复杂。
主要影响因素见下图所示。
冷却时间加长,生产效率降低,消耗材料多。
较大的收缩应力还将造成制品表面产生凹陷或内部出现缩孔与气泡,既影响外观又降低了强度。
增加壁厚的同时也增加了制品的表面积,表面积与体积之比越大,表面冷却越快,取向应力和体积温度应力都随之增大。
如果制品壁太薄,会降低强度,脱模时易破裂,还有碍于树脂的充模流动,造成填充不足或出现明显的熔合纹,严重影响制品质量。
每种塑料根据充模能力都有一个最小壁厚。
确定壁厚时在满足强度要求的前提下,壁厚尽量取薄些,可节省材料,减轻制品重量,降低成本,但不能小于最小壁厚。
ABS常用的标准壁厚为1.2~3.5mm。
壁厚设计还应注意均匀一致,否则将会由于收缩应力引起制品的翘曲变形。
同一制品中,若必须存在壁厚相差较大的情况时,连接处应逐渐过渡,避免截面的突变。
(3)金属嵌件由于金属嵌件冷却时尺寸变化与塑料的热收缩值相差很大,使嵌件周围产生很大的内应力,而造成塑件的开裂。
对某些高刚性的工程塑料更甚,如聚碳酸酯;但对于弹性和冷流动性大的塑料则应力值较低。
当有金属嵌件存在时,应尽量避免制件开裂:①如能选用与塑料线膨胀系数相近的金属作嵌件,内应力值可以降低;②嵌件周围的塑料应有足够的厚度,否则会由于存在收缩应力而开裂;③嵌件的顶部也应有足够厚的塑料层,否则嵌件顶部塑件表面会出现鼓包或裂纹;④嵌件不应带尖角、锐边,以减少应力集中;⑤热塑性塑料注射成型时,将金属嵌件预热到接近物料温度,可减少由于金属与塑料热膨胀系数不同而产生的收缩应力;⑥对于内应力难以自消的塑料,可先在嵌件周围被覆一层高分子弹性体或在成型后进行退火处理来降低内应力;⑦在塑件成型后再装配或压入嵌件,可调节因嵌入嵌件而造成的内应力值,使制件不致破裂。
2、注塑机选用注射机选用不当,也会产生内应力。
那种认为大容量注射机注射小模具中的制品会减少内应力的说法不正确。
有时会因为压力过高、喷嘴结构不合适或混料造成较大的内应力。
3、模具设计模具浇注系统和顶出机构设计不当都会使制件产生内应力。
(1)浇注系统模具浇注系统设计不合理如浇口大小不合适、浇道太窄、主流动太长、浇口位置不合理都会造成内应力:①浇口尺寸太大,补料时间就会延长,会增大大分子的冻结取向和冻结应变,造成很大的补料内应力,特别在浇口附近内应力更大。
小浇口的适时封闭,能适当地控制补料时间。
但浇口尺寸也不宜太小,过小的浇口会造成太大的流动阻力,产生取向应力。
②主流道太长、流道太窄、流道的急剧转折都会使流动阻力加大,延长进料时间或需增大注射压力和保压压力,会使制品产生更高的取向应力。
③浇口位置的选取除考虑制品外观和熔接缝外,还应尽量减少在流动方向上由于充模和补料而造成的定向作用。
(2)顶出机构顶出机构设计不当,使脱模力不均衡或型芯表面在脱模过程中形成真空或施加过大的脱模力,都会造成塑件产生强迫高弹形变形成内应力,甚至龟裂,严重时发生开裂。
龟裂和开裂看上去相似,本质上有区别。
龟裂不是空隙状的缺陷,是高分子本身同所加应力成平行方向排列,经过加热又能恢复到无龟裂的状态,所以能用热处理方法解决。
注塑成型后立即热处理效果较好。
防止顶出产生内应力需改善脱模条件,如仔细磨光型芯侧面;增加脱模斜度;平衡顶出力;顶杆应布置在脱模阻力最大的部位如型芯凸台附近及能承受较大顶出力的部位,如加强筋、凸缘、塑件端面等部位。
4、机械加工注塑制品除为切除大浇口冷凝料而进行机械加工外,当制件尺寸精度和形位公差要求很高而无法通过模具设计与调整工艺条件得到保证,或零件上有难以一次成型出的形状(如小而深的孔或螺纹等)时,成型之后就需要进行机械加工。
常用的机械加工工艺有车、铣、刨、钻、锯、铰孔和拱螺纹等。
但机械加工会使塑件内部产生内应力,因此加工时应用专用刀具、宜采用较低的切削速度、小切削量和低速度,还应保证充分冷却。
对于易产生内应力的制品应进行多次热处理。
5、注塑成型工艺条件注塑制品由于成型工艺特点不可避免的存在内应力,但工艺条件控制得当就会使塑件内应力降低到最小程度,能够保证制件的正常使用。
相反,如果工艺控制不当,制件就会存在很大的内应力,不仅使制件强度下降,而且在储存和使用过程中出现翘曲变形甚至开裂。
需要控制的工艺条件如嵌件预热、模具温度、加工温度、注射速度、注射压力、保压压力、注射时间、保压时间、冷却时间等。
温度、压力、时间是塑料成型工艺的主要因素。
(1)金属嵌件预热注射成型时,应将金属嵌件预热到接近物料温度,预热嵌件的目的是减少金属与塑料冷却时收缩值的差距,从而降低由于二者热膨胀系数的不同而在嵌件周围产生的收缩应力。
收缩应力是注塑制品内容易形成的内应力的一种,这种内应力的存在,是带金属嵌件的注塑制品出现裂纹和强度下降的重要原因。
(2)模具温度提高模具温度,可以降低因内外收缩不均而产生的体积温度应力和高分子取向应力,也可以降低结晶塑料制品的结晶应力。
但模温也不能过高,模温升高使冷却时间延长,降低了生产效率。
(3)加工温度提高加工温度可降低取向应力,但同时会使因收缩不均而产生的体积温度应力增加,同时也使封口压力升高,延长冷却时间才能顺利脱模。
(4)注射压力、注射速度和注射时间增大注射压力使取向应力和结晶塑料的结晶应力增加,同时使封口压力增大,必须延长冷却时间才能顺利脱模,否则会造成脱模应力;注射速度增加也会使取向应力和结晶应力增加,但对冷凝快的塑料还是用高的注射速度充模较为有利,因为冷凝快的塑料慢速注射需要更高的注射压力来维持熔体的流动;注射时间不宜太长,模腔充满以后就相当于在注射压力下保压了,也会使制件的取向应力增加。
(5)保压压力和保压时间冷却中的熔体在外压作用下产生的总形变中,有相当大一部分是弹性的,故使熔体在高压下冷凝会在制件中产生较大的内应力和高分子取向。
压实后立即降压或补料过程中分步降压有利于高分子解取向,所以降低保压压力和缩短保压时间有利于取向应力的降低;延长保压时间仅在一定范围内取向度增大,浇口封闭之后再延长保压时间对取向度的变化就不再影响。
(6)冷却时间当注射压力、保压压力、熔体温度升高,浇口尺寸较大时都会使封口压力升高,这时必须延长冷却时间才能使开模前模腔内的残余压力降到很低或接近于零,否则要将制件顺利地从模具内顶出是很困难的。
若强制脱模,制件在顶出时会产生很大的应力,以至制件可能被划伤,严重时会出现破裂。
但冷却时间也不宜过长,否则不但生产效率低,而且制件内部压力降到零以后进一步冷却可能在制件内部形成负压,即由于冷却收缩使制件内外层之间产生拉应力。
(7)注塑制品内应力的消除方法在注塑成型或机械加工之后及时对制件进行热处理是降低或消除其内应力,使其内部结构加速达到稳定状态的一个有效措施。
对于要求强度高、尺寸稳定性好的制件,往往在加工过程中进行不只一次的热处理。
热处理的方法是:在加热介质中先将温度从室温升到一定温度(这个温度常称为热处理温度或退火温度),使制件在此温度下保持一定的时间,然后缓慢地冷却到室温。
影响热处理效果最重要的工艺因素是热处理温度和热处理时间。