1. Taux de retrait
La forme et le calcul du retrait au moulage des thermoplastiques sont tels que mentionnés ci-dessus. Les facteurs qui affectent le retrait au moulage des thermoplastiques sont les suivants :
1. Types de plastique Pendant le processus de moulage des plastiques thermoplastiques, en raison de facteurs tels que les changements de volume provoqués par la cristallisation, une forte contrainte interne, une contrainte résiduelle importante gelée dans les pièces en plastique, une forte orientation moléculaire, etc., le taux de retrait est inférieur à celui-ci. de matières plastiques thermodurcissables. Plage de retrait plus grande et plus large, directionnalité évidente et après moulage.
2. Caractéristiques des pièces en plastique Lors du moulage, le matériau fondu entre en contact avec la surface de la cavité et la couche externe est immédiatement refroidie pour former une coque solide de faible densité. En raison de la faible conductivité thermique du plastique, la couche interne de la pièce en plastique refroidit lentement pour former une couche solide de haute densité qui rétrécit considérablement. Par conséquent, ceux qui ont des parois épaisses, un refroidissement lent et des couches épaisses à haute densité rétréciront davantage. De plus, la présence ou l'absence d'inserts ainsi que la disposition et la quantité des inserts affectent directement la direction du flux de matière, la répartition de la densité et la résistance au retrait. Par conséquent, les caractéristiques des pièces en plastique ont un impact plus important sur l’ampleur et la direction du retrait.
3. Des facteurs tels que la forme, la taille et la répartition de l'entrée d'alimentation affectent directement la direction du flux de matière, la répartition de la densité, l'effet de maintien de la pression et d'alimentation, ainsi que le temps de moulage. Les entrées d'alimentation directes et les entrées d'alimentation avec de grandes sections transversales (en particulier celles avec des sections plus épaisses) ont un retrait plus faible mais une plus grande directivité, tandis que les entrées d'alimentation avec des longueurs plus larges et plus courtes ont moins de directivité. Ceux proches de l’entrée d’alimentation ou parallèles à la direction du flux de matière rétréciront davantage.
4. Conditions de moulage : la température du moule est élevée, le matériau fondu refroidit lentement, a une densité élevée et rétrécit considérablement. En particulier pour les matériaux cristallins, le retrait est plus important en raison d'une cristallinité élevée et d'un changement de volume important. La répartition de la température du moule est également liée au refroidissement interne et externe et à l'uniformité de la densité de la pièce en plastique, ce qui affecte directement le retrait et la directionnalité de chaque pièce. De plus, la pression de maintien et le temps ont également un impact plus important sur le retrait. Si la pression est élevée et le temps long, le retrait sera faible mais directionnel.
La pression de moulage par injection est élevée, la différence de viscosité du matériau fondu est faible, la contrainte de cisaillement entre les couches est faible et le rebond élastique après démoulage est important, de sorte que le retrait peut être réduit de manière appropriée. La température du matériau est élevée, le retrait est important, mais la directionnalité est faible. Par conséquent, l'ajustement de divers facteurs tels que la température du moule, la pression, la vitesse d'injection et le temps de refroidissement pendant le moulage peut également modifier de manière appropriée le retrait de la pièce en plastique.
Lors de la conception du moule, en fonction de la plage de retrait de divers plastiques, de l'épaisseur de paroi et de la forme de la pièce en plastique, de la taille et de la répartition de l'entrée d'alimentation, le taux de retrait de chaque partie de la pièce en plastique est déterminé en fonction de l'expérience, et puis la taille de la cavité est calculée. Pour les pièces plastiques de haute précision et lorsqu’il est difficile de contrôler le taux de retrait, les méthodes suivantes conviennent généralement :
Moule de conception :
①Définissez un taux de retrait plus petit pour le diamètre extérieur de la pièce en plastique et un taux de retrait plus grand pour le diamètre intérieur afin de laisser place à la correction après le test du moule.
② Essayez le moule pour déterminer la forme, la taille et les conditions de moulage du système de coulée.
③ Les changements dimensionnels des pièces en plastique à post-traiter doivent être déterminés après post-traitement (la mesure doit être effectuée 24 heures après le démoulage).
④Corrigez le moule en fonction de la situation réelle de retrait.
⑤Essayez à nouveau le moule et modifiez les conditions de processus de manière appropriée pour corriger légèrement la valeur de retrait afin de répondre aux exigences de la pièce en plastique. image
2. Liquidité
La liquidité est divisée en trois catégories :
①Bonne fluidité : PA, PE, PS, PP, CA, poly(4)méthylpentène ;
②Résine de la série polystyrène à fluidité moyenne (telle que ABS, AS), PMMA, POM, éther polyphénylène ;
③ Mauvaise fluidité PC, PVC dur, éther de polyphénylène, polysulfone, polyarylsulfone, fluoroplastiques.
1. La fluidité des plastiques thermoplastiques peut généralement être analysée à partir d'une série d'indices tels que le poids moléculaire, l'indice de fusion, la longueur d'écoulement en spirale d'Archimède, la viscosité apparente et le rapport d'écoulement (longueur d'écoulement/épaisseur de paroi de la pièce en plastique).
Un petit poids moléculaire, une large distribution du poids moléculaire, une mauvaise régularité de la structure moléculaire, un indice de fusion élevé, une longue longueur d'écoulement en spirale, une faible viscosité apparente et un grand rapport de débit ont une bonne fluidité. Pour les plastiques portant le même nom de produit, vous devez vérifier la notice pour déterminer si la fluidité est adaptée. Pour le moulage par injection.
2. La fluidité de divers plastiques change également en raison de divers facteurs de moulage. Les principaux facteurs d’influence sont les suivants :
① Température Plus la température du matériau est élevée, plus la fluidité est grande, mais différents plastiques présentent également des différences, PS (particulièrement résistant aux chocs et valeur MFR élevée), PP, PA, PMMA, polystyrène modifié (tel que ABS, AS) La fluidité de Les plastiques tels que le PC et le CA changent considérablement avec la température. Pour le PE et le POM, l’augmentation ou la diminution de température a peu d’impact sur leur fluidité. Par conséquent, le premier doit ajuster la température pour contrôler la fluidité pendant le moulage.
② À mesure que la pression du moulage par injection sous pression augmente, le matériau fondu sera soumis à un cisaillement plus important et la fluidité augmentera également. Le PE et le POM sont particulièrement sensibles, c'est pourquoi la pression de moulage par injection doit être ajustée pendant le moulage pour contrôler la fluidité.
③La forme, la taille, la disposition du système de coulée de la structure du moule, la conception du système de refroidissement, la résistance à l'écoulement du matériau fondu (telle que la finition de surface, l'épaisseur de la section du canal d'alimentation, la forme de la cavité, le système d'échappement) et d'autres facteurs affectent directement le flux de matériau fondu dans le cavité La fluidité réelle au sein de la masse fondue diminuera si la température du matériau fondu est abaissée et la résistance à la fluidité est augmentée.
Lors de la conception du moule, une structure raisonnable doit être sélectionnée en fonction de la fluidité du plastique utilisé. Pendant le moulage, des facteurs tels que la température du matériau, la température du moule, la pression d'injection et la vitesse d'injection peuvent également être contrôlés pour ajuster de manière appropriée la situation de remplissage afin de répondre aux besoins de moulage.
3. Cristallinité
Les plastiques thermoplastiques peuvent être divisés en deux catégories : les plastiques cristallins et les plastiques amorphes (également appelés amorphes) selon le fait qu'ils ne cristallisent pas lorsqu'ils sont condensés.
Le phénomène dit de cristallisation est que lorsque le plastique passe d'un état fondu à un état condensé, les molécules se déplacent indépendamment et sont complètement désordonnées, et les molécules cessent de se déplacer librement et se stabilisent dans une position légèrement fixe, et il y a une tendance à les molécules doivent être disposées dans un modèle régulier. phénomène.
La norme d'apparence permettant de distinguer ces deux types de plastiques dépend de la transparence des pièces en plastique à parois épaisses. Généralement, les matériaux cristallins sont opaques ou translucides (comme le POM, etc.), et les matériaux amorphes sont transparents (comme le PMMA, etc.).
Il existe cependant des exceptions. Par exemple, le poly(4)méthylpentène est un plastique cristallin mais présente une transparence élevée, et l'ABS est un matériau amorphe mais n'est pas transparent.
Lors de la conception de moules et de la sélection de machines de moulage par injection, il convient de prêter attention aux exigences et précautions suivantes pour les plastiques cristallins :
① Il faut beaucoup de chaleur pour élever la température du matériau jusqu'à la température de moulage, c'est pourquoi un équipement doté d'une grande capacité de plastification doit être utilisé.
② Une grande quantité de chaleur est libérée pendant le refroidissement et la récupération, elle doit donc être complètement refroidie.
③La différence de densité spécifique entre l'état fondu et l'état solide est grande, ce qui entraîne un retrait de moulage important et est sujet au retrait et aux pores.
④Refroidissement rapide, faible cristallinité, faible retrait et haute transparence. Le degré de cristallinité est lié à l’épaisseur de paroi de la pièce en plastique. L'épaisseur de la paroi signifie un refroidissement plus lent, une cristallinité plus élevée, un retrait plus important et de meilleures propriétés physiques. Par conséquent, la température du moule des matériaux cristallins doit être contrôlée selon les besoins.
⑤ Anisotropie importante et contraintes internes importantes. Les molécules non cristallisées après démoulage ont tendance à continuer à cristalliser, sont dans un état de déséquilibre énergétique et sont sujettes à la déformation et à la déformation.
⑥La plage de température de cristallisation est étroite et il est facile d'injecter du matériau non fondu dans le moule ou de bloquer l'orifice d'alimentation.
4. Plastiques thermosensibles et plastiques facilement hydrolysables
1. La sensibilité thermique signifie que certains plastiques sont plus sensibles à la chaleur. Lorsqu'il est chauffé à haute température pendant une longue période ou que la section transversale de l'ouverture d'alimentation est trop petite ou que l'effet de cisaillement est important, la température du matériau augmente et il est sujet à la décoloration, à la dégradation et à la décomposition. Ce type de tendance Les plastiques dotés de propriétés particulières sont appelés plastiques thermosensibles.
Tels que le PVC rigide, le chlorure de polyvinylidène, le copolymère d'acétate de vinyle, le POM, le polychlorotrifluoroéthylène, etc. Lorsque les plastiques sensibles à la chaleur se décomposent, ils produisent des monomères, des gaz, des solides et d'autres sous-produits. Certains gaz de décomposition sont notamment irritants, corrosifs ou toxiques pour le corps humain, les équipements et les moisissures.
Par conséquent, une attention particulière doit être accordée à la conception des moules, à la sélection des machines de moulage par injection et au moulage. Une machine de moulage par injection à vis doit être sélectionnée. La section transversale du système de coulée doit être grande. Le moule et le fût doivent être chromés. Il ne devrait y avoir aucun matériau de décalage dans les coins. La température de moulage et la teneur en plastique doivent être strictement contrôlées. Ajoutez des stabilisants pour affaiblir ses propriétés sensibles à la chaleur.
2. Même si certains plastiques (tels que le PC) contiennent une petite quantité d'humidité, ils se décomposeront à haute température et haute pression. Cette propriété est appelée hydrolysabilité et doit être chauffée et séchée au préalable.
5. Fissuration sous contrainte et rupture par fusion
1. Certains plastiques sont sensibles au stress. Ils sont sujets aux contraintes internes lors du moulage et sont cassants et faciles à fissurer. Les pièces en plastique se fissureront sous l'action d'une force externe ou d'un solvant.
Pour cette raison, en plus d'ajouter des additifs aux matières premières pour améliorer la résistance aux fissures, il convient de prêter attention au séchage des matières premières et à la sélection raisonnable des conditions de moulage pour réduire les contraintes internes et augmenter la résistance aux fissures. Une forme raisonnable de la pièce en plastique doit être sélectionnée et aucun insert ni autre mesure ne doit être installé pour minimiser la concentration des contraintes.
Lors de la conception du moule, la pente de démoulage doit être augmentée, un mécanisme d'entrée et d'éjection raisonnable doit être sélectionné, et la température du matériau, la température du moule, la pression d'injection et le temps de refroidissement doivent être correctement ajustés pendant le moulage pour éviter le démoulage lorsque la pièce en plastique est trop froid et cassant. , après le moulage, les pièces en plastique doivent être post-traitées pour améliorer la résistance aux fissures, éliminer les contraintes internes et interdire tout contact avec des solvants.
2. Lorsque le polymère fondu avec un certain débit de fusion dépasse une certaine valeur lors du passage à travers le trou de la buse à température constante, des fissures transversales évidentes se produiront sur la surface fondue, appelée rupture de fusion, ce qui endommagera l'apparence et la physique. propriétés de la pièce en plastique.
Par conséquent, lors de la sélection de polymères avec des débits de fusion élevés, les sections transversales de la buse, du canal et de l'entrée d'alimentation doivent être augmentées, la vitesse d'injection doit être réduite et la température du matériau doit être augmentée.
6. Performances thermiques et taux de refroidissement
1. Différents plastiques ont des propriétés thermiques différentes telles que la chaleur spécifique, la conductivité thermique et la température de déformation thermique. Les matériaux plastifiants avec une chaleur spécifique élevée nécessitent beaucoup de chaleur, c'est pourquoi une machine de moulage par injection avec une grande capacité de plastification doit être sélectionnée. Les plastiques présentant des températures de déformation thermique élevées peuvent avoir un temps de refroidissement court et un démoulage précoce, mais la déformation par refroidissement doit être évitée après le démoulage.
Les plastiques à faible conductivité thermique ont une vitesse de refroidissement lente (comme les polymères ioniques, etc., qui ont une vitesse de refroidissement extrêmement lente), ils doivent donc être complètement refroidis et l'effet de refroidissement du moule doit être amélioré. Les moules à canaux chauds conviennent aux plastiques à faible chaleur spécifique et à conductivité thermique élevée. Les plastiques ayant une chaleur spécifique élevée, une faible conductivité thermique, une faible température de déformation thermique et une vitesse de refroidissement lente ne sont pas propices au moulage à grande vitesse. Une machine de moulage par injection appropriée doit être sélectionnée et le refroidissement du moule doit être renforcé.
2. Divers plastiques nécessitent une vitesse de refroidissement appropriée en fonction de leurs caractéristiques types et de la forme des pièces en plastique. Par conséquent, le moule doit être équipé d'un système de chauffage et de refroidissement selon les exigences de moulage pour maintenir une certaine température du moule. Lorsque la température du matériau augmente la température du moule, celui-ci doit être refroidi pour éviter la déformation de la pièce en plastique après le démoulage, raccourcir le cycle de moulage et réduire la cristallinité.
Lorsque la chaleur résiduelle du plastique n'est pas suffisante pour maintenir le moule à une certaine température, le moule doit être équipé d'un système de chauffage pour maintenir le moule à une certaine température afin de contrôler la vitesse de refroidissement, assurer la fluidité, améliorer les conditions de remplissage ou contrôler le refroidissement lent de la pièce en plastique. Empêche le refroidissement inégal des pièces en plastique à paroi épaisse à l'intérieur et à l'extérieur et augmente la cristallinité, etc.
Pour ceux qui présentent une bonne fluidité, une grande surface de moulage et une température de matériau inégale, il peut être nécessaire d'utiliser alternativement le chauffage ou le refroidissement, ou bien le chauffage et le refroidissement locaux peuvent être utilisés en fonction des conditions de moulage des pièces en plastique. A cet effet, le moule doit être équipé d'un système de refroidissement ou de chauffage correspondant.
7. Hygroscopique
Comme les plastiques contiennent divers additifs, ils ont différents degrés d’affinité avec l’humidité. Par conséquent, les plastiques peuvent être grossièrement divisés en deux types : ceux qui absorbent l’humidité, ceux qui adhèrent à l’humidité et ceux qui n’absorbent pas l’eau et n’adhèrent pas facilement à l’humidité. La teneur en humidité du matériau doit être contrôlée dans la plage autorisée. Sinon, l'eau se transformera en gaz ou s'hydrolysera à haute température et haute pression, ce qui fera mousser la résine, réduira sa fluidité et aura un aspect et des propriétés mécaniques médiocres.
Par conséquent, les plastiques hygroscopiques doivent être préchauffés en utilisant des méthodes de chauffage et des spécifications appropriées, afin d'éviter la réabsorption de l'humidité pendant l'utilisation.
