Varios factores a considerar en el proceso de moldeo por inyección

Varios factores a considerar en el proceso de moldeo por inyección
1, la forma y el cálculo de la contracción para el moldeo de termoplásticos son como se mencionó anteriormente, y los factores que afectan la contracción del moldeo de termoplásticos son los siguientes:
1.1 Variedades de plásticos Durante el proceso de moldeo de plásticos termoplásticos, debido a la presencia de cambios de volumen causados ​​por cristalización, fuerte tensión interna, alta tensión residual congelada en el plástico y fuerte orientación molecular, la tasa de contracción es mayor, con una amplia gama de tasas de contracción y direccionalidad obvia en comparación con los plásticos termoendurecibles. Además, la tasa de contracción después del tratamiento de moldeo, recocido o ajuste de humedad es generalmente mayor que la de los plásticos termoendurecibles.
1.2 Características de las piezas de plástico: Al formarse, el material fundido se enfría inmediatamente para formar una cubierta sólida de baja densidad en contacto con la superficie de la cavidad del molde. Debido a la baja conductividad térmica del plástico, la capa interna de la pieza de plástico se enfría lentamente y forma una capa sólida de alta densidad con una gran contracción. Por lo tanto, aquellos con paredes gruesas, enfriamiento lento y capas gruesas de alta densidad tienden a contraerse más. Además, la presencia o ausencia de insertos y el diseño y la cantidad de insertos afectan directamente la dirección del flujo del material, la distribución de la densidad y la resistencia a la contracción, por lo que las características de las piezas de plástico tienen un mayor impacto en el tamaño y la dirección de la contracción.
1.3 La forma, el tamaño y la distribución de la entrada de alimentación afectan directamente la dirección del flujo de material, la distribución de la densidad, el mantenimiento de la presión y el efecto de alimentación y el tiempo de formación. El puerto de alimentación directa y la gran sección transversal del puerto de alimentación (especialmente aquellos con una sección transversal más gruesa) tienen una menor contracción pero una mayor direccionalidad, mientras que aquellos con un ancho y una longitud más cortos del puerto de alimentación tienen una direccionalidad más pequeña. Los que estén cerca de la entrada de alimentación o paralelos a la dirección del flujo de material experimentarán una mayor contracción.
1.4 Condiciones de moldeo: alta temperatura del molde, enfriamiento lento del material fundido, alta densidad y gran contracción, especialmente para materiales cristalinos debido a la alta cristalinidad y grandes cambios de volumen, lo que resulta en una mayor contracción. La distribución de la temperatura del molde también está relacionada con el enfriamiento interno y externo y la uniformidad de la densidad de las piezas de plástico, lo que afecta directamente el tamaño y la direccionalidad de la contracción en cada pieza. Además, mantener la presión y el tiempo también tiene un impacto significativo en la contracción, ya que la presión alta y el tiempo prolongado conducen a una contracción pequeña pero direccional. La presión de inyección es alta, la diferencia de viscosidad del material fundido es pequeña, el esfuerzo cortante entre capas es pequeño y el rebote elástico después del desmoldeo es grande, por lo que la contracción también se puede reducir moderadamente. La temperatura del material es alta, la contracción es grande, pero la direccionalidad es pequeña. Por lo tanto, el ajuste de factores como la temperatura del molde, la presión, la velocidad de inyección y el tiempo de enfriamiento durante el moldeo también puede cambiar adecuadamente la contracción de la pieza de plástico. Al diseñar el molde, en función del rango de contracción de varios plásticos, el grosor de la pared y la forma de la pieza de plástico, el tamaño y la distribución del puerto de alimentación, la tasa de contracción de cada parte de la pieza de plástico se determina en función de la experiencia, y luego se calcula el tamaño de la cavidad. Para piezas de plástico de alta precisión y cuando es difícil controlar la tasa de contracción, generalmente se deben usar los siguientes métodos para diseñar el molde: ① Tome una tasa de contracción más pequeña para el diámetro exterior de la pieza de plástico y una tasa de contracción más grande para el diámetro exterior de la pieza de plástico. diámetro interior para dejar espacio para la corrección después de la prueba del molde. ② Determine la forma, el tamaño y las condiciones de moldeo del sistema de vertido mediante pruebas de molde. ③ El cambio de tamaño de las piezas de plástico a tratar posteriormente debe determinarse después de 24 horas de desmoldeo durante la medición. ④ Corrija el molde de acuerdo con la situación real de contracción. ⑤ Vuelva a probar el molde y ajuste ligeramente las condiciones del proceso para ajustar el valor de contracción para cumplir con los requisitos de la pieza de plástico.
2, Liquidez
2.1 La fluidez de los termoplásticos generalmente se puede analizar a partir de una serie de índices como el peso molecular, el índice de fusión, la longitud del flujo en espiral de Arquímedes, la viscosidad aparente y la relación de flujo (longitud del flujo/espesor de la pared de la pieza plástica). Con un peso molecular pequeño, una distribución amplia del peso molecular, una mala regularidad de la estructura molecular, un alto índice de fusión, una longitud de flujo en espiral larga, una viscosidad aparente baja y una relación de flujo grande, la fluidez es buena. Para plásticos con el mismo nombre de producto, se deben revisar las instrucciones para determinar si la fluidez es adecuada para el moldeo por inyección. De acuerdo con los requisitos del diseño del molde, la fluidez de los plásticos de uso común se puede dividir aproximadamente en tres categorías: ① buena fluidez PA, PE, PS, PP, CA, poli (4) metileno; ② Resinas de la serie de poliestireno de fluidez moderada (como ABS, AS), PMMA, POM, éter de polifenileno; ③ PC de baja fluidez, PVC duro, éter de polifenileno, polisulfona, poliarilsulfona, fluoroplásticos.
2.2 La fluidez de varios plásticos también varía debido a varios factores de moldeo, y los principales factores que influyen son los siguientes:
① Cuando la temperatura del material es alta, la fluidez aumenta, pero los diferentes plásticos también tienen diferencias. La fluidez de plásticos como PS (especialmente aquellos con alta resistencia al impacto y valor MFR), PP, PA, PMMA, poliestireno modificado (como ABS, AS), PC, CA, etc. varía mucho con la temperatura. Para PE y POM, el aumento o disminución de la temperatura tiene poco efecto sobre su fluidez. Entonces el primero debe ajustar la temperatura para controlar la fluidez durante el moldeo.
② Cuando aumenta la presión de inyección, el material fundido se somete a una mayor acción de corte y aumenta su fluidez, especialmente PE y POM son más sensibles. Por lo tanto, es recomendable ajustar la presión de inyección durante el moldeo para controlar la fluidez.
③ La forma, el tamaño, la disposición, el diseño del sistema de enfriamiento y la resistencia al flujo del material fundido (como la suavidad de la superficie, el grosor de la sección transversal del canal del material, la forma de la cavidad, el sistema de escape) del sistema de vertido de la estructura del molde afectan directamente el flujo real de material fundido en la cavidad. Aquellos factores que promuevan la reducción de la temperatura y aumenten la resistencia al flujo del material fundido reducirán su resistencia al flujo. Al diseñar el molde, se debe seleccionar una estructura razonable en función de la fluidez del plástico utilizado. Durante el moldeo, también se pueden controlar factores como la temperatura del material, la temperatura del molde, la presión de inyección y la velocidad de inyección para ajustar adecuadamente la situación de llenado para satisfacer las necesidades de moldeo.
3, cristalinidad
Los termoplásticos se pueden dividir en dos categorías: plásticos cristalinos y plásticos amorfos (también conocidos como amorfos) en función de su ausencia de cristalización durante la condensación. El llamado fenómeno de cristalización se refiere al fenómeno en el que las moléculas de plástico se mueven de forma independiente y se encuentran en un estado completamente desordenado desde un estado fundido hasta un estado de condensación, lo que hace que las moléculas dejen de moverse libremente y sigan una posición ligeramente fija, con tendencia a organizarse. las moléculas en un modelo regular. El estándar de apariencia para distinguir estos dos tipos de plásticos depende de la transparencia de las piezas de plástico de paredes gruesas. Generalmente, los materiales cristalinos son opacos o semitransparentes (como el POM), mientras que los materiales amorfos son transparentes (como el PMMA). Sin embargo, también hay excepciones, como el poli (4) metileno, que es un plástico cristalino pero tiene una alta transparencia, y el ABS, que es un material amorfo pero no transparente.
Al diseñar moldes y seleccionar máquinas de moldeo por inyección, se debe prestar atención a los siguientes requisitos y precauciones para plásticos cristalinos:
① La cantidad de calor requerida para elevar la temperatura del material a la temperatura de formación requiere el uso de equipos con alta capacidad de plastificación.
② Durante el enfriamiento y el reciclaje, se libera una gran cantidad de calor y se necesita suficiente enfriamiento.
③ La diferencia en la gravedad específica entre el estado fundido y el estado sólido es grande, lo que resulta en una gran contracción por moldeo y susceptibilidad a la contracción y porosidad.
④ Enfriamiento rápido, baja cristalinidad, pequeña contracción y alta transparencia. La cristalinidad está relacionada con el grosor de la pared de las piezas de plástico, lo que conduce a un enfriamiento lento, alta cristalinidad, gran contracción y buenas propiedades físicas. Por lo tanto, la temperatura del molde debe controlarse de acuerdo con los requisitos de los materiales cristalinos.
⑤ Anisotropía significativa y alta tensión interna. Las moléculas que no han cristalizado después del desmoldeo tienden a continuar cristalizando, permanecen en un estado de desequilibrio energético y son propensas a deformarse y deformarse.
⑥ El rango de temperatura de cristalización es estrecho y es fácil inyectar material sin derretir en el molde o bloquear el puerto de alimentación.
4, Plásticos termosensibles y plásticos fácilmente hidrolizables
4.1 La termosensibilidad se refiere a la tendencia de ciertos plásticos a cambiar de color, degradarse y descomponerse a medida que aumenta la temperatura del material debido a su sensibilidad al calor, tiempo de calentamiento prolongado a altas temperaturas o área de sección transversal pequeña del puerto de alimentación y alto cizallamiento. acción. Los plásticos con esta característica se denominan plásticos termosensibles. Como PVC duro, cloruro de polivinilideno, copolímero de acetato de vinilo, POM, politetrafluorocloroetileno, etc. Los plásticos termosensibles producen subproductos como monómeros, gases y sólidos durante la descomposición, especialmente algunos gases de descomposición que tienen efectos irritantes, corrosivos o tóxicos en el cuerpo humano, equipos y moldes. Por lo tanto, se debe prestar atención al diseño del molde, la selección de máquinas de moldeo por inyección y el moldeado. Se debe utilizar una máquina de moldeo por inyección de tipo tornillo y la sección transversal del sistema de vertido debe ser grande. El molde y el barril de material deben estar cromados y no debe haber ningún retraso en las esquinas. La temperatura de moldeo debe controlarse estrictamente y se deben agregar estabilizadores al plástico para debilitar su sensibilidad térmica.
4.2 Algunos plásticos (como PC), incluso si contienen una pequeña cantidad de agua, se descomponen a alta temperatura y presión. Esta propiedad se llama hidrofilicidad y debe precalentarse y secarse.
5, agrietamiento por tensión y fractura por fusión
5.1 Algunos plásticos son sensibles a la tensión y son propensos a la tensión interna y al agrietamiento durante el moldeado. Las piezas de plástico pueden agrietarse bajo fuerzas externas o solventes. Por lo tanto, además de agregar aditivos para mejorar la resistencia al agrietamiento de las materias primas, se debe prestar atención a la sequedad y la selección razonable de las condiciones de formación para reducir la tensión interna y aumentar la resistencia al agrietamiento. Y se debe seleccionar una forma plástica razonable, y no se deben tomar medidas como la colocación de piezas incrustadas para minimizar la concentración de tensión tanto como sea posible. Al diseñar el molde, se debe aumentar el ángulo de desmoldeo y se deben seleccionar puertos de alimentación y mecanismos de expulsión razonables. Durante el moldeo, la temperatura del material, la temperatura del molde, la presión de inyección y el tiempo de enfriamiento deben ajustarse adecuadamente para evitar el desmoldeo cuando la pieza de plástico está demasiado fría y quebradiza. Después del moldeo, la pieza de plástico también debe someterse a un tratamiento posterior para mejorar su resistencia al agrietamiento, eliminar la tensión interna y evitar el contacto con solventes.
5.2 Cuando una masa fundida de polímero con un cierto índice de fluidez pasa a través del orificio de la boquilla a una temperatura constante y su velocidad de flujo supera un cierto valor, se producen grietas transversales obvias en la superficie de la masa fundida, lo que se denomina fractura de la masa fundida y puede dañar la apariencia. y propiedades físicas de la pieza de plástico. Por lo tanto, cuando se seleccionan polímeros con altos índices de fluidez, es necesario aumentar la sección transversal de las boquillas, canales y puertos de alimentación, reducir la velocidad de moldeo por inyección y aumentar la temperatura del material.
6, rendimiento térmico y tasa de enfriamiento
6.1 Varios plásticos tienen diferentes propiedades térmicas, como calor específico, conductividad térmica y temperatura de deformación térmica. Cuando se plastifica con calor específico alto, se requiere calor alto y se debe seleccionar una máquina de moldeo por inyección con alta capacidad de plastificación. El tiempo de enfriamiento de los plásticos con alta temperatura de deformación térmica puede ser corto y desmoldearse antes, pero se debe evitar la deformación por enfriamiento después del desmoldeo. Los plásticos con baja conductividad térmica tienen una velocidad de enfriamiento lenta (como los polímeros iónicos, que son extremadamente lentos), por lo que es necesario un enfriamiento suficiente para mejorar el efecto de enfriamiento del molde. Los moldes de canal caliente son adecuados para plásticos con bajo calor específico y alta conductividad térmica. Los plásticos con alto calor específico, baja conductividad térmica, baja temperatura de deformación térmica y baja velocidad de enfriamiento no son propicios para el moldeo a alta velocidad. Es necesario elegir máquinas de moldeo por inyección apropiadas y fortalecer el enfriamiento del molde.
6.2 Los diversos plásticos deben mantener una velocidad de enfriamiento adecuada de acuerdo con sus características de tipo y forma. Por lo tanto, el molde debe estar equipado con sistemas de calefacción y refrigeración de acuerdo con los requisitos de moldeo para mantener una determinada temperatura del molde. Cuando la temperatura del material aumenta la temperatura del molde, debe enfriarse para evitar la deformación de la pieza de plástico después del desmoldeo, acortar el ciclo de formación y reducir la cristalinidad. Cuando el calor residual del plástico es insuficiente para mantener cierta temperatura en el molde, se debe instalar un sistema de calentamiento para mantener el molde a cierta temperatura, con el fin de controlar la velocidad de enfriamiento, asegurar la fluidez, mejorar las condiciones de llenado o controlar el el enfriamiento lento de las piezas de plástico, evita el enfriamiento interno y externo desigual de las piezas de plástico de paredes gruesas y aumenta la cristalinidad. Para materiales con buena fluidez, gran área de formación y temperatura desigual del material, a veces es necesario calentar o enfriar alternativamente o localmente según la situación de moldeo de la pieza de plástico. Para ello, el molde debe estar equipado con los correspondientes sistemas de refrigeración o calefacción.
7, higroscopicidad
Debido a los diversos aditivos en los plásticos, tienen diferentes grados de afinidad con el agua, por lo que los plásticos se pueden dividir aproximadamente en dos tipos: higroscópicos, adherentes y no absorbentes. El contenido de agua en los materiales debe controlarse dentro del rango permitido; de lo contrario, el agua se convertirá en gas o se producirá hidrólisis a alta temperatura y presión, lo que dará como resultado la formación de espuma en la resina, una liquidez reducida y una apariencia y propiedades mecánicas deficientes. Por lo tanto, los plásticos higroscópicos deben precalentarse utilizando métodos y especificaciones de calentamiento apropiados según sea necesario para evitar una mayor absorción de humedad durante el uso.