Ekstrüzyon makinesi

Enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretilen ürünlerde iç gerilimi oluşturan ve etkileyen tüm faktörleri biliyor musunuz?

1. İçsel stres oluşumu
Enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretilen ürünlerde, her noktada yerel gerilme durumu farklıdır ve ürünlerin deformasyon derecesi gerilme dağılımına bağlıdır. Ürün soğutulduğunda, sıcaklık gradyanı oluşursa, bu tür bir gerilme gelişir; bu nedenle bu tür gerilmeye "kalıplama gerilmesi" de denir.
Şimdi de giriş bölümüne bir göz atalım.ekstrüzyon makinesi.

Enjeksiyon kalıplama ürünlerinde iki tür iç gerilim paketi vardır: biri kalıplama gerilimi, diğeri ise sıcaklık gerilimidir. Erimiş malzeme kalıba daha düşük bir sıcaklıkta girdiğinde, boşluk duvarına yakın eriyik hızla soğur ve katılaşır, böylece moleküler zincir segmentleri "donar". Katılaşmış polimer tabakasının düşük ısı iletkenliği nedeniyle, ürünün kalınlığı yönünde büyük bir sıcaklık gradyanı oluşur. Ürünün kalbi çok yavaş katılaşır, bu nedenle giriş kapatıldığında, ürünün merkezindeki eriyik ünitesi henüz katılaşmamış olur ve enjeksiyon kalıplama makinesi soğuma büzülmesini telafi edemez.

Dolayısıyla ürünün iç kısmındaki büzülme, sert dış tabakanın etkisinin ters yönündedir; çekirdek statik gerilim altındayken, yüzey tabakası statik sıkıştırma altındadır.

Erimiş malzeme kalıbı doldurup akarken, gerilmenin neden olduğu hacim büzülme etkisine ek olarak, yolluk ve giriş çıkışının genleşme etkisinden kaynaklanan gerilmeler de oluşur; ilk etki, erimiş malzemenin akış yönüyle ilgili gerilmelere neden olurken, çıkışın genleşme etkisi nedeniyle ikincisi, akışa dik yönde gerilmelere neden olur.

2. Stresi etkileyen süreç faktörleri

(1) Hızlı soğutma koşullarındaki stresin etkisi nedeniyle, yönelim polimerde iç gerilimin oluşmasına yol açacaktır. Polimer eriyiğinin yüksek viskozitesi nedeniyle, iç gerilim hızla gevşetilemez ve bu da ürünün fiziksel özelliklerini ve boyutsal stabilitesini etkiler.

Çeşitli parametrelerin yönelim gerilimleri üzerindeki etkisi.

Erime sıcaklığı, yüksek erime sıcaklığı, düşük viskozite, düşük kayma gerilimi ve azalmış yönlenme; öte yandan, yüksek erime sıcaklığı gerilim gevşemesini hızlandıracak ve yönlenmeme yeteneğini güçlendirecektir.

Ancak, enjeksiyon kalıplama makinesinin basıncı değiştirilmediği takdirde, kalıp boşluğu basıncı artacak ve güçlü kesme etkisi yönelim geriliminde artışa yol açacaktır.

Memenin kapanmasına kadar geçen bekleme süresinin uzaması, yönelim geriliminde artışa yol açacaktır.

Enjeksiyon basıncını veya tutma basıncını artırmak, yönelim gerilimini artıracaktır.

Yüksek kalıp sıcaklığı, ürünün yavaş soğumasını sağlar ve düzensiz bir yapı oluşturur.

Ürünün kalınlığını artırarak yönelim gerilimini azaltabilirsiniz, çünkü kalın duvarlı ürünler yavaş soğur, viskozite yavaş artar, gerilim gevşeme süreci uzun sürer, bu nedenle yönelim gerilimi küçüktür.

(2) Sıcaklık stresi üzerindeki etki

Yukarıda belirtildiği gibi, kalıbı doldururken eriyik ile duvar arasındaki sıcaklık farkı nedeniyle, önce katılaşan eriyiğin dış katmanı, daha sonra katılaşan eriyiğin iç katmanının büzülmesini durdurmaya yardımcı olmak zorundadır; bu da dış katmanda sıkıştırma gerilimi (büzülme gerilimi) ve iç katmanda çekme gerilimi (yönelim gerilimi) oluşmasına neden olur.

Kalıp doldurulup daha uzun süre basınç altında tutulursa, polimer eriyiği kalıp boşluğuna eklenir ve bu da boşluk basıncını artırarak düzensiz sıcaklıklar nedeniyle iç gerilimleri değiştirir. Bununla birlikte, tutma süresi kısa ve boşluk basıncı düşükse, ürün soğutulduğu zamanki gerilim durumunda kalır.

Soğutma işleminin başlangıcında kalıp boşluğu basıncı yeterli değilse, ürünün dış katmanı katılaşma nedeniyle büzülerek çöküntü oluşturur; ürünün soğuk ve sert bir katman oluşturduğu daha sonraki aşamada kalıp boşluğu basıncı yeterli değilse, ürünün iç katmanı büzülme nedeniyle ayrılır veya bir boşluk oluşturur; kalıp ağzı kapatılmadan önce kalıp boşluğu basıncı korunursa, ürünün yoğunluğunu artırmaya ve soğutma sıcaklığı stresini ortadan kaldırmaya yardımcı olur, ancak ağız yakınında büyük bir stres yoğunlaşması oluşur.

Bu nedenle, kalıptaki basınç ne kadar yüksek olursa, bekleme süresinin de o kadar uzun olacağı ve bunun da sıcaklığın oluşturduğu büzülme gerilimini azaltmaya ve tersine sıkıştırma gerilimini artırmaya yardımcı olacağı anlaşılıyor.

3. İçsel stres ile ürün kalitesi arasındaki ilişki

Üründe iç gerilimin varlığı, ürünün mekanik özelliklerini ve performansını ciddi şekilde etkileyecektir; iç gerilimin varlığı ve düzensiz dağılımı nedeniyle, ürün kullanım sürecinde çatlayacaktır. Cam geçiş sıcaklığının altında kullanıldığında, düzensiz deformasyon veya çarpılma sıklıkla meydana gelir; bu da ürünün yüzeyinin "beyaz" ve bulanık hale gelmesine ve optik özelliklerinin bozulmasına neden olabilir.

Giriş noktasındaki sıcaklığın düşürülmesi ve soğutma süresinin uzatılması, üründeki gerilme düzensizliğinin giderilmesine ve ürünün mekanik özelliklerinin homojen hale getirilmesine yardımcı olacaktır.

Hem kristal yapılı hem de kristal yapılı olmayan polimerler için çekme dayanımı anizotropiktir. Kristal yapılı olmayan polimerlerde çekme dayanımı, giriş noktasının konumuna bağlı olarak değişir; giriş noktası kalıp dolum yönüyle aynı yönde olduğunda, erime sıcaklığı arttıkça çekme dayanımı azalır; giriş noktası kalıp dolum yönüne dik olduğunda ise erime sıcaklığı arttıkça çekme dayanımı artar.

Erime sıcaklığındaki artış, yönelim bozukluğunda artışa ve yönelimdeki azalmaya bağlı olarak çekme dayanımında azalmaya yol açar. Giriş noktasının yönelimi, akış yönünü etkileyerek yönelimi etkiler ve amorf polimerler kristal polimerlerden daha anizotropik olduğundan, akışa dik yöndeki çekme dayanımı, amorf polimerler için kristal polimerlere göre daha büyüktür. Düşük sıcaklıkta enjeksiyon, yüksek sıcaklıkta enjeksiyona göre daha büyük mekanik anizotropiye sahiptir; örneğin, dikey yöndeki dayanım oranı yüksek enjeksiyon sıcaklıklarında 1.7 iken düşük enjeksiyon sıcaklıklarında 2'dir.

Kristal yapılı veya kristal yapılı olmayan polimerler için erime sıcaklığındaki artışın çekme dayanımında azalmaya yol açtığı, ancak bunun farklı bir mekanizma ile gerçekleştiği görülmektedir; ilki, yönelim yoluyla azalan etkiden kaynaklanmaktadır.