1. Tingkat penyusutan
Bentuk dan perhitungan penyusutan cetakan termoplastik adalah seperti yang disebutkan di atas. Faktor-faktor yang mempengaruhi penyusutan cetakan termoplastik adalah sebagai berikut:
1. Jenis plastik Selama proses pencetakan plastik termoplastik, karena faktor-faktor seperti perubahan volume yang disebabkan oleh kristalisasi, tegangan internal yang kuat, tegangan sisa yang besar yang membeku di bagian plastik, orientasi molekul yang kuat, dll., tingkat penyusutannya lebih rendah dari itu dari plastik termoset. Kisaran penyusutan yang lebih besar dan lebih luas, arah yang jelas, dan setelah pencetakan.
2. Karakteristik bagian plastik Saat dicetak, bahan cair bersentuhan dengan permukaan rongga dan lapisan luar segera didinginkan untuk membentuk cangkang padat dengan kepadatan rendah. Karena konduktivitas termal plastik yang buruk, lapisan dalam bagian plastik mendingin secara perlahan untuk membentuk lapisan padat berkepadatan tinggi yang menyusut secara signifikan. Oleh karena itu, lapisan yang memiliki dinding tebal, pendinginan lambat, dan lapisan tebal dengan kepadatan tinggi akan lebih menyusut. Selain itu, ada tidaknya sisipan serta tata letak dan jumlah sisipan secara langsung mempengaruhi arah aliran material, distribusi kepadatan dan ketahanan susut. Oleh karena itu, karakteristik komponen plastik memiliki pengaruh yang lebih besar terhadap ukuran penyusutan dan arah.
3. Faktor-faktor seperti bentuk, ukuran, dan distribusi saluran masuk umpan secara langsung mempengaruhi arah aliran material, distribusi kepadatan, efek penahan tekanan dan pengumpanan, serta waktu pencetakan. Saluran masuk umpan langsung dan saluran masuk umpan dengan penampang besar (terutama yang bagiannya lebih tebal) memiliki penyusutan yang lebih kecil tetapi arah yang lebih besar, sedangkan saluran masuk umpan dengan panjang yang lebih lebar dan pendek memiliki keterarahan yang lebih kecil. Yang dekat dengan saluran masuk umpan atau sejajar dengan arah aliran material akan semakin menyusut.
4. Kondisi pencetakan: Suhu cetakan tinggi, bahan cair mendingin perlahan, kepadatan tinggi, dan penyusutan besar. Khusus untuk bahan kristalin, penyusutannya lebih besar karena kristalinitasnya tinggi dan perubahan volumenya besar. Distribusi suhu cetakan juga terkait dengan pendinginan internal dan eksternal serta keseragaman kepadatan bagian plastik, yang secara langsung mempengaruhi penyusutan dan arah setiap bagian. Selain itu, tekanan dan waktu penahan juga mempunyai pengaruh yang lebih besar terhadap penyusutan. Jika tekanannya tinggi dan waktunya lama, penyusutannya akan kecil namun terarah.
Tekanan cetakan injeksi tinggi, perbedaan viskositas bahan cair kecil, tegangan geser antar lapisan kecil, dan pantulan elastis setelah demoulding besar, sehingga penyusutan dapat dikurangi dengan tepat. Temperatur materialnya tinggi, penyusutannya besar, tetapi arahnya kecil. Oleh karena itu, penyesuaian berbagai faktor seperti suhu cetakan, tekanan, kecepatan injeksi, dan waktu pendinginan selama pencetakan juga dapat mengubah penyusutan bagian plastik secara tepat.
Saat merancang cetakan, berdasarkan kisaran penyusutan berbagai plastik, ketebalan dinding dan bentuk bagian plastik, ukuran dan distribusi saluran masuk umpan, laju penyusutan setiap bagian bagian plastik ditentukan berdasarkan pengalaman, dan kemudian ukuran rongga dihitung. Untuk komponen plastik presisi tinggi dan bila sulit mengontrol laju penyusutan, metode berikut umumnya cocok:
Cetakan desain:
①Tetapkan tingkat penyusutan yang lebih kecil untuk diameter luar bagian plastik dan tingkat penyusutan yang lebih besar untuk diameter dalam guna memberikan ruang untuk koreksi setelah pengujian cetakan.
② Uji coba cetakan untuk menentukan bentuk, ukuran dan kondisi cetakan sistem penuangan.
③ Perubahan dimensi bagian plastik yang akan pasca-pemrosesan harus ditentukan setelah pasca-pemrosesan (pengukuran harus dilakukan 24 jam setelah demoulding).
④Perbaiki cetakan sesuai dengan situasi penyusutan sebenarnya.
⑤Coba cetakan lagi dan ubah kondisi proses dengan tepat untuk sedikit memperbaiki nilai penyusutan agar memenuhi persyaratan bagian plastik. gambar
2. Likuiditas
Likuiditas dibagi menjadi tiga kategori:
①Fiditas yang baik: PA, PE, PS, PP, CA, poli(4)metilpentena;
②Resin seri polistiren fluiditas sedang (seperti ABS, AS), PMMA, POM, polifenilen eter;
③Fluiditas PC buruk, PVC keras, polifenilen eter, polisulfon, poliarilsulfon, fluoroplastik.
1. Fluiditas plastik termoplastik umumnya dapat dianalisis dari serangkaian indeks seperti berat molekul, indeks leleh, panjang aliran spiral Archimedean, viskositas semu dan rasio aliran (panjang aliran/ketebalan dinding bagian plastik).
Berat molekul kecil, distribusi berat molekul lebar, keteraturan struktur molekul buruk, indeks leleh tinggi, panjang aliran spiral panjang, viskositas semu kecil, dan rasio aliran besar memiliki fluiditas yang baik. Untuk plastik dengan nama produk yang sama, Anda harus memeriksa petunjuknya untuk menentukan apakah fluiditasnya sesuai. Untuk cetakan injeksi.
2. Fluiditas berbagai plastik juga berubah karena berbagai faktor cetakan. Faktor utama yang mempengaruhi adalah sebagai berikut:
① Suhu Semakin tinggi suhu bahan, semakin besar fluiditasnya, tetapi plastik yang berbeda juga memiliki perbedaan, PS (terutama tahan benturan dan nilai MFR tinggi), PP, PA, PMMA, polistiren termodifikasi (seperti ABS, AS) Fluiditas plastik seperti , PC, dan CA sangat berubah seiring suhu. Untuk PE dan POM, kenaikan atau penurunan suhu berdampak kecil pada fluiditasnya. Oleh karena itu, pembuat cetakan harus menyesuaikan suhu untuk mengontrol fluiditas selama pencetakan.
② Ketika tekanan cetakan injeksi tekanan meningkat, material cair akan mengalami geseran yang lebih besar dan fluiditas juga akan meningkat. Terutama PE dan POM lebih sensitif, sehingga tekanan cetakan injeksi harus disesuaikan selama pencetakan untuk mengontrol fluiditas.
③Bentuk, ukuran, tata letak sistem penuangan struktur cetakan, desain sistem pendingin, hambatan aliran bahan cair (seperti permukaan akhir, ketebalan bagian saluran umpan, bentuk rongga, sistem pembuangan) dan faktor-faktor lain secara langsung mempengaruhi aliran bahan cair di dalam rongga Fluiditas sebenarnya dalam lelehan akan berkurang jika suhu bahan cair diturunkan dan ketahanan fluiditas ditingkatkan.
Saat mendesain cetakan, struktur yang masuk akal harus dipilih berdasarkan fluiditas plastik yang digunakan. Selama pencetakan, faktor-faktor seperti suhu bahan, suhu cetakan, tekanan injeksi, dan kecepatan injeksi juga dapat dikontrol untuk menyesuaikan situasi pengisian dengan tepat guna memenuhi kebutuhan pencetakan.
3. Kristalinitas
Plastik termoplastik dapat dibagi menjadi dua kategori: plastik kristal dan plastik amorf (juga dikenal sebagai amorf) berdasarkan fakta bahwa plastik tersebut tidak mengkristal saat dikondensasi.
Apa yang disebut fenomena kristalisasi adalah ketika plastik berubah dari keadaan cair ke keadaan terkondensasi, molekul-molekul bergerak secara independen dan tidak teratur sepenuhnya, dan molekul-molekul berhenti bergerak bebas dan menetap pada posisi yang agak tetap, dan terdapat kecenderungan untuk molekul-molekulnya akan disusun menjadi model yang teratur. fenomena.
Standar tampilan untuk membedakan kedua jenis plastik ini bergantung pada transparansi bagian plastik yang berdinding tebal. Umumnya, bahan kristal bersifat buram atau tembus cahaya (seperti POM, dll.), dan bahan amorf bersifat transparan (seperti PMMA, dll.).
Namun, ada pengecualian. Misalnya poli(4)metilpentena merupakan plastik kristalin namun memiliki transparansi tinggi, dan ABS merupakan bahan amorf namun tidak transparan.
Saat merancang cetakan dan memilih mesin cetak injeksi, perhatian harus diberikan pada persyaratan dan tindakan pencegahan berikut untuk plastik kristal:
① Dibutuhkan banyak panas untuk menaikkan suhu material ke suhu cetakan, sehingga perlu digunakan peralatan dengan kapasitas plastisisasi yang besar.
② Sejumlah besar panas dilepaskan selama pendinginan dan pemulihan, sehingga harus didinginkan sepenuhnya.
③Perbedaan berat jenis antara keadaan cair dan keadaan padat yang besar, mengakibatkan penyusutan cetakan yang besar dan rentan terhadap penyusutan dan pori-pori.
④Pendinginan cepat, kristalinitas rendah, penyusutan kecil, dan transparansi tinggi. Derajat kristalinitas berhubungan dengan ketebalan dinding bagian plastik. Ketebalan dinding berarti pendinginan lebih lambat, kristalinitas lebih tinggi, penyusutan lebih besar, dan sifat fisik lebih baik. Oleh karena itu, suhu cetakan bahan kristal harus dikontrol sesuai kebutuhan.
⑤ Anisotropi yang signifikan dan tekanan internal yang besar. Molekul yang tidak mengkristal setelah proses demoulding cenderung terus mengkristal, berada dalam keadaan ketidakseimbangan energi, dan rentan terhadap deformasi dan lengkungan.
⑥Kisaran suhu kristalisasi sempit, dan bahan yang tidak meleleh mudah disuntikkan ke dalam cetakan atau lubang umpan diblokir.
4. Plastik peka panas dan plastik mudah terhidrolisis
1. Sensitivitas termal berarti beberapa plastik lebih sensitif terhadap panas. Ketika dipanaskan pada suhu tinggi untuk waktu yang lama atau penampang bukaan umpan terlalu kecil, atau efek gesernya besar, suhu material meningkat dan rentan terhadap perubahan warna, degradasi, dan dekomposisi. Kecenderungan seperti ini Plastik dengan sifat khusus disebut plastik peka panas.
Seperti PVC kaku, polivinilidena klorida, kopolimer vinil asetat, POM, poliklorotrifluoroetilen, dll. Ketika plastik peka panas terurai, mereka menghasilkan monomer, gas, padatan, dan produk sampingan lainnya. Khususnya, beberapa gas penguraian bersifat mengiritasi, korosif, atau beracun bagi tubuh manusia, peralatan, dan jamur.
Oleh karena itu, perhatian harus diberikan pada desain cetakan, pemilihan mesin cetak injeksi, dan pencetakan. Mesin cetak injeksi sekrup harus dipilih. Penampang sistem penuangan harus besar. Cetakan dan larasnya harus berlapis krom. Seharusnya tidak ada material lag sudut. Suhu pencetakan dan kandungan plastik harus dikontrol dengan ketat. Tambahkan stabilisator untuk melemahkan sifat peka panasnya.
2. Meskipun beberapa plastik (seperti PC) mengandung sedikit uap air, plastik tersebut akan terurai pada suhu dan tekanan tinggi. Sifat ini disebut kemampuan hidrolisis, dan harus dipanaskan serta dikeringkan terlebih dahulu.
5. Retak tegangan dan patah leleh
1. Beberapa plastik sensitif terhadap stres. Mereka rentan terhadap tekanan internal selama pencetakan dan rapuh serta mudah retak. Bagian plastik akan retak karena pengaruh kekuatan eksternal atau pelarut.
Oleh karena itu, selain menambahkan bahan tambahan pada bahan mentah untuk meningkatkan ketahanan retak, perhatian juga harus diberikan pada pengeringan bahan mentah dan pemilihan kondisi pencetakan yang wajar untuk mengurangi tekanan internal dan meningkatkan ketahanan retak. Bentuk bagian plastik yang masuk akal harus dipilih, dan sisipan serta tindakan lain tidak boleh dipasang untuk meminimalkan konsentrasi tegangan.
Saat merancang cetakan, kemiringan demoulding harus ditingkatkan, saluran masuk umpan dan mekanisme ejeksi yang masuk akal harus dipilih, dan suhu material, suhu cetakan, tekanan injeksi dan waktu pendinginan harus disesuaikan dengan tepat selama pencetakan untuk menghindari demoulding ketika bagian plastiknya adalah terlalu dingin dan rapuh. , setelah pencetakan, bagian plastik harus diproses pasca untuk meningkatkan ketahanan retak, menghilangkan tekanan internal dan melarang kontak dengan pelarut.
2. Apabila polimer meleleh dengan laju aliran leleh tertentu melebihi nilai tertentu ketika melewati lubang nosel pada suhu konstan, maka akan terjadi retakan melintang yang jelas pada permukaan lelehan, yang disebut pecah lelehan, yang akan merusak penampilan dan fisik. sifat bagian plastik.
Oleh karena itu, ketika memilih polimer dengan laju aliran leleh yang tinggi, penampang nosel, runner, dan saluran masuk umpan harus ditingkatkan, kecepatan injeksi harus dikurangi, dan suhu material harus ditingkatkan.
6. Kinerja termal dan laju pendinginan
1. Berbagai plastik memiliki sifat termal yang berbeda seperti panas spesifik, konduktivitas termal, dan suhu distorsi panas. Bahan plastisisasi dengan panas spesifik yang tinggi memerlukan panas yang besar, sehingga sebaiknya dipilih mesin cetak injeksi dengan kapasitas plastisisasi yang besar. Plastik dengan suhu distorsi panas yang tinggi dapat memiliki waktu pendinginan yang singkat dan proses demoulding yang lebih awal, namun deformasi pendinginan harus dicegah setelah proses demoulding.
Plastik dengan konduktivitas termal rendah memiliki laju pendinginan yang lambat (seperti polimer ionik, dll., yang memiliki laju pendinginan sangat lambat), sehingga harus didinginkan sepenuhnya dan efek pendinginan cetakan harus ditingkatkan. Cetakan hot runner cocok untuk plastik dengan panas spesifik rendah dan konduktivitas termal tinggi. Plastik dengan panas jenis tinggi, konduktivitas termal rendah, suhu deformasi termal rendah, dan laju pendinginan lambat tidak kondusif untuk pencetakan berkecepatan tinggi. Mesin cetak injeksi yang tepat harus dipilih dan pendinginan cetakan harus diperkuat.
2. Berbagai plastik memerlukan laju pendinginan yang sesuai dengan karakteristik jenis dan bentuk bagian plastiknya. Oleh karena itu cetakan harus dilengkapi dengan sistem pemanas dan pendingin sesuai dengan kebutuhan cetakan untuk menjaga suhu cetakan tertentu. Ketika suhu material meningkatkan suhu cetakan, maka harus didinginkan untuk mencegah deformasi bagian plastik setelah proses pencetakan, memperpendek siklus pencetakan, dan mengurangi kristalinitas.
Bila panas buang plastik tidak cukup untuk menjaga cetakan pada suhu tertentu, cetakan harus dilengkapi dengan sistem pemanas untuk menjaga cetakan pada suhu tertentu untuk mengontrol laju pendinginan, memastikan fluiditas, meningkatkan kondisi pengisian atau kontrol. pendinginan lambat pada bagian plastik. Mencegah pendinginan yang tidak merata pada bagian plastik berdinding tebal di dalam dan di luar dan meningkatkan kristalinitas, dll.
Untuk fluiditas yang baik, area cetakan yang besar, dan suhu material yang tidak merata, pemanasan atau pendinginan mungkin perlu digunakan secara bergantian, atau pemanasan dan pendinginan lokal dapat digunakan tergantung pada kondisi pencetakan bagian plastik. Untuk tujuan ini, cetakan harus dilengkapi dengan sistem pendingin atau pemanas yang sesuai.
7. Higroskopisitas
Karena terdapat berbagai bahan tambahan dalam plastik, mereka memiliki tingkat afinitas yang berbeda terhadap kelembapan. Oleh karena itu, plastik secara kasar dapat dibagi menjadi dua jenis: plastik yang menyerap kelembapan, plastik yang melekat pada kelembapan, dan plastik yang tidak menyerap air dan tidak mudah melekat pada kelembapan. Kadar air dalam bahan harus dikontrol dalam kisaran yang diijinkan. Jika tidak, air akan berubah menjadi gas atau terhidrolisis pada suhu tinggi dan tekanan tinggi, menyebabkan resin berbusa, mengurangi fluiditas, dan memiliki penampilan serta sifat mekanik yang buruk.
Oleh karena itu, plastik higroskopis harus dipanaskan terlebih dahulu menggunakan metode pemanasan yang sesuai dan spesifikasi yang diperlukan untuk mencegah penyerapan kembali kelembapan selama penggunaan.
