注塑制品厚度對(duì)收縮率變化影響
影響注塑制品收縮的因素很多, 成型材料( 包括高聚物的分子鏈結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度、力學(xué)性能、流變性能等) 、制品結(jié)構(gòu)( 包括制品厚度、嵌件結(jié)構(gòu)等) 、工藝條件( 包括注射速度、保壓壓力、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間等) 和模具設(shè)計(jì)( 包括澆口位置和數(shù)量、冷卻回路分布等) 等都影響其收縮行為。
本文采用CAE的方法來研究制品厚度的變化對(duì)注射成型橫向收縮率( 沿著流動(dòng)的方向) 和縱向收縮率( 垂直流動(dòng)方向) 的影響。
（一）實(shí)驗(yàn)制品結(jié)構(gòu)與尺寸
模擬實(shí)驗(yàn)采用的制品結(jié)構(gòu)如圖1所示, 制品為36mm×36mm 的方形制品, 為了研究清楚厚度對(duì)注射成型收縮率的影響規(guī)律, 在厚度范圍0.8～4.0mm 內(nèi),厚度每增加0.5mm 得到一個(gè)制品, 測定其橫向收縮率Sh( 測Sh1、Sh2、Sh3 等3 處收縮率的平均值)與縱向收縮率Sz( Sz1、Sz2、Sz3 等3 處收縮率的平均值) 。
（二） 模擬實(shí)驗(yàn)的工藝條件與方法
實(shí)驗(yàn)針對(duì)不同厚度的制品, 分別采用2種材料進(jìn)行研究, 結(jié)晶型材料PP 和非結(jié)晶型材料ABS進(jìn)行模擬。每種材料均按常用的工藝條件進(jìn)行“填充+翹曲”模擬, 工藝條件如表1所示。
同一材料的工藝條件用于不同厚度的制品, 澆口位置如圖1 所示。分別對(duì)每一種厚度的制品進(jìn)行“填充+翹曲”分析, 然后測得如圖1 所示的Sh1、Sh2、Sh3、Sz1、Sz2、Sz3 等6 個(gè)位置的收縮率, 取Sh1、Sh2、Sh3 等3 個(gè)的平均值即為制品的橫向收縮率Sh, 而Sz1、Sz2、Sz3 等3 個(gè)位置的收縮率即為制品的縱向收縮率Sz。
采用圖1所示的制品和表1中的工藝條件, 應(yīng)用MoldFlow軟件的“Flow+Warp”功能模擬制品收縮的情況, 如圖2所示, 圖2中顯示為用PP 塑料, 厚度為1.4mm制品的翹曲情況。
在模擬的結(jié)果中利用MoldFlow的結(jié)果查詢功能, 對(duì)圖1所示的6個(gè)位置的收縮率進(jìn)行測量, 得到Sh1、Sh2、Sh3、Sz1、Sz2、Sz3 等6個(gè)位置的收縮率, 記錄于表2表3。
根據(jù)以上不同厚度的制件的模擬結(jié)果, 利用MATAB軟件進(jìn)行樣條曲線擬合的方法對(duì)制品收縮率的結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理, 可得如圖3( 結(jié)晶型材料PP) 和圖4( 非結(jié)晶型材料ABS) 所示的不同厚度制品的收縮率變化曲線。
由圖3和圖4曲線可以看出, 不論是結(jié)晶型塑料還是非結(jié)晶型塑料的制品, 制品的厚度不同時(shí), 制品的收縮率是有很大的差別, 隨著制品厚度的增大, 制品的縱向收縮率和橫向收縮率都在增大。
但是這種增大的趨勢是非線性的, 而是隨著厚度的增加而逐漸減緩, 且縱向收縮率略小于橫向收縮率。
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