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注塑知識
2022/8/26 14:08:22
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注塑知識
材料內應力的成因與消除方法
內應力屬于應力的一種，只不過它不是由外部負載產生的，而是物體本身具有的，它是由于物體成型過程中分子鏈取向及內部各局部發生不均勻的塑性變形而產生的。和應力一樣，內應力會導致材料形變，長期內應力會導致產品蠕變。內應力過大時，輕則表現為產品尺寸發生變化，產品翹曲變形；重則使用一段時間后產品出現裂紋并斷裂。
影響內應力大小的因素
塑料內應力是在塑料熔融加工過程中，由于受到大分子鏈的取向和冷卻收縮等因素而響而產生的一種內在應力影響，因而影響內應力大小的因素有：
1、分子鏈結構
分子鏈剛性越大（比如帶苯環），熔體粘度越高，越容易產生內應力；分子鏈基團極性越大，越難消除內應力。幾種常見聚合物的內應力大小：PPO>PSU>PC>ABS>PA6>PP>HDPE。
2、設計因素：
◆產品厚度不均，尖角位應力集中
◆內置金屬鑲件，模具設計流道分布不均
◆澆口位置及大小
3、成型因素：
◆模具溫度低
◆高壓成型，過保壓
◆高速射出，高剪切
◆冷卻不均，頂出不平衡
內應力水平檢測
材料所受內應力和外部施加的應力最大區別在于看不見、摸不著。就像埋伏在產品里的定時炸彈，因此了解產品的應力水平對于采取什么措施至關重要。常見的材料內應力水平檢測手段有：
1、化學溶劑檢測
測試原材料基材：利用特定溶劑對塑料的相容性，將材料浸泡于溶劑中，溶劑滲透進產品內部后會降低材料分子鏈間的結合力，以產品開裂的時間衡量產品的應力水平。
2、偏光照射
用偏振光照射塑料制件，視彩色光帶多寡，剖析內應力的強弱。該方法只能適用于透明光學材料，非接觸式測試對樣品沒有任何影響。（顏色越深表示應力越大，該方法不能定量，通常用于對比。）
3、冷熱沖擊
將塑料件重復受冷受熱，依據裂紋呈現的時間來評定內應力的大小。它適用于各類塑料成形件。溫度驟變法所要的裝備簡單，但是測驗時間較長，也是一種破壞性試驗，測試樣品不能繼續應用。
4、模流分析
借助模流分析軟件，分析出速度/壓力切換時的壓力分布情況，壓力梯度越高的，表示潛在應力水平越大。
內應力的消除
和金屬類似，塑料制品也可以像金屬一樣通過成型后的“退火”工序消除部分應力，這只是在設計工藝等各方面不能滿足的情況下的亡羊補牢式的措施，不建議作為常規方法。這種方法有諸多限制：
1、對于玻纖填充材料，不能很好的消除；
2、測試表明，成型后加熱過程中由于材料的強度下降，以及材料的耐化學性能下降，為避免失效需要控制退火的時間；
3、長時間加熱退火會顯著增加最終產品的成本；
4、退火過程中升溫和降溫保證平穩，避免急冷急熱造成熱沖擊。
|
基材 |
溫度℃ |
時間min |
|
PC |
120~130 |
30 |
|
PC/ABS |
90~110 |
60 |
|
ABS |
80 |
60 |
|
PPO |
90~110 |
60 |
|
PBT |
HDT（1.8Mpa）-30 |
30 |
各種材料退火的建議參數（注：材料為3mm厚度，越厚需要的時間越長）
