Cách kiểm soát sự cong vênh và biến dạng của sản phẩm khi ép phun vật liệu PP

PP là một loại nhựa kết tinh và độ co ngót do kết tinh đáng kể của nó cùng với độ co-theo hướng không đồng đều là nguyên nhân cốt lõi của hiện tượng cong vênh: độ co lớn hơn theo hướng dòng chảy tan chảy và nhỏ hơn theo hướng vuông góc với nó. Làm mát không đồng đều, độ dày thành không{2}}đồng đều và ứng suất bên trong đều khuếch đại sự khác biệt này. Phương pháp kiểm soát cong vênh bao gồm nỗ lực phối hợp trên bốn khía cạnh: lựa chọn vật liệu → thiết kế sản phẩm → thiết kế khuôn → quy trình đúc.

 

I. Lựa chọn vật liệu: Giảm chênh lệch độ co ngót tại nguồn

 

- PP nguyên chất có độ co ngót cao (1,5–2,5%) và dễ bị cong vênh. Đối với các ứng dụng yêu cầu kích thước chật hẹp hoặc độ phẳng, nên ưu tiên sử dụng PP chứa đầy bột talc-(10–40%) để giảm độ co ngót xuống 0,5–1,2% và giảm thiểu đáng kể sự khác biệt về độ co ngót dị hướng. PP được gia cố bằng sợi thủy tinh-sợi{11}}thậm chí còn có độ co thấp hơn nhưng có thể biểu hiện tính dị hướng nghiêm trọng hơn-đặc biệt là với sợi thủy tinh dài-dẫn đến sự khác biệt lớn giữa dòng chảy và hướng ngang, điều này thực sự có thể làm tăng độ cong vênh; sử dụng một cách thận trọng.

- PP copolyme khối có độ dẻo dai tốt nhưng độ co ngót của nó kém ổn định hơn một chút so với PP homopolyme. Đối với các sản phẩm phẳng dễ bị biến dạng, nên ưu tiên các loại được biến tính bằng bột talc.

- Trộn vật liệu tái chế: Sự biến động về tỷ lệ hàm lượng tái chế dẫn đến độ co rút không nhất quán; duy trì tỷ lệ pha trộn cố định và kiểm soát chặt chẽ tạp chất.

 

 

II. Thiết kế Sản phẩm (quan trọng nhất-nhiều vấn đề cong vênh bắt nguồn từ cấu trúc)

 

- Độ dày thành đồng đều là nguyên tắc chính; lý tưởng nhất là sự thay đổi độ dày của tường nên nhỏ hơn hoặc bằng 20%. Các vùng dày hơn trải qua quá trình co rút kết tinh lớn hơn, kéo theo các vùng mỏng hơn và gây ra sự uốn cong.

- Thiết kế sườn: Độ dày của sườn phải bằng 0,5–0,7 lần độ dày thành chính, có bán kính gốc tròn (R). Các gân quá dày có thể gây ra các vết lõm ở mặt sau và co rút cục bộ không đồng đều, dẫn đến cong vênh.

- Các tấm phẳng lớn: Tạo ra sự-biến dạng trước (vòm ngược) hoặc thêm các đường gân và khung để cải thiện độ cứng và chống lại sự co-biến dạng gây ra; tránh các bề mặt phẳng lớn mà không cần gia cố.

- Tránh các phần trùm hoặc cột quá dày; phần dày sẽ co lại thêm, làm biến dạng bộ phận.

 

III. Thiết kế khuôn mẫu (điều khiển làm mát, dòng chảy và ứng suất)

 

- Các kênh làm mát đồng đều là cần thiết.

- Duy trì khoảng cách nhất quán giữa đường làm mát và thành khoang với đường kính và khoảng cách kênh thích hợp. Làm mát không đồng đều dẫn đến tốc độ kết tinh khác nhau → độ co không đều → cong vênh.

- Bổ sung hệ thống làm mát chuyên dụng cho các khu vực sườn và trụ dày để tránh hiện tượng quá nhiệt cục bộ.

- Vị trí và số cổng:

- Đặt các cổng càng gần tâm của bộ phận càng tốt để đảm bảo sự tan chảy đối xứng và giảm sự khác biệt về hướng phân tử do dòng chảy một chiều gây ra.

- Sử dụng nhiều cổng cho các phần phẳng lớn để rút ngắn độ dài dòng chảy và giảm hướng phân tử.

- Tránh chỉ đặt cổng ở một bên; sự lấp đầy một chiều gây ra sự liên kết phân tử dọc theo hướng dòng chảy, làm tăng sự khác biệt về độ co ngót.

- Bù co ngót khoang:

- Thiết kế khuôn dựa trên tốc độ co ngót thực tế của loại cụ thể được sử dụng. PP chứa Talc-và PP nguyên chất có đặc tính co ngót khác nhau-không áp dụng cùng một giá trị co ngót nói chung.

- Dự đoán hướng cong vênh và kết hợp biến dạng-bộ đếm-(tiền-khum) vào khuôn để bù đắp cho độ co ngót và cong vênh sau khuôn-.

- Thông hơi: Không khí bị mắc kẹt gây ra hiện tượng cháy cục bộ và tăng nhiệt độ đột ngột, dẫn đến sự co ngót không đồng đều. Cung cấp các rãnh thông hơi ở đầu gân và đường hàn.

- Góc phóng: PP có độ dẻo dai tốt nên góc phóng 1 độ –2 độ là đủ. Sử dụng nhiều chân đẩy phân bố đều; sự phóng ra một điểm-tập trung lực và làm cong trực tiếp bộ phận.

 

IV. Tối ưu hóa quy trình tạo khuôn (-điều chỉnh trên trang web, được ưu tiên)

 

Trình tự điều chỉnh: Đầu tiên điều chỉnh làm mát, sau đó là áp suất đóng gói, tiếp theo là nhiệt độ và tốc độ.

- Kiểm soát nhiệt độ khuôn:

- Mức độ kết tinh của PP phụ thuộc vào tốc độ làm nguội: nhiệt độ khuôn cao hơn sẽ thúc đẩy quá trình kết tinh hoàn toàn và độ co rút lớn hơn; nhiệt độ thấp hơn dẫn đến sự kết tinh không hoàn toàn, độ co rút giảm, nhưng ứng suất bên trong cao hơn, dẫn đến sự co rút chậm và cong vênh dần dần sau khi phóng ra.

- Phạm vi nhiệt độ khuôn khuyến nghị: 30–50 độ . Đảm bảo nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ khuôn-tránh một bên nóng còn bên kia lạnh.

- Áp suất đóng gói (thông số quan trọng nhất):

- Áp suất nén đủ sẽ bù đắp cho sự co rút thể tích, nhưng áp suất quá mức sẽ làm tăng ứng suất định hướng phân tử, dẫn đến hiện tượng bật lại và cong vênh sau khi phóng ra.

- Thời gian đóng gói: Tiếp tục cho đến khi cổng đóng băng hoàn toàn. Việc giải phóng sớm cho phép các phần dày tiếp tục co lại. Áp lực giữ kéo dài dẫn đến tích tụ ứng suất.

3. Nhiệt độ thùng: 180–220 độ. Nhiệt độ quá cao gây giãn phân tử nhưng làm tăng độ co rút; nhiệt độ quá thấp dẫn đến độ nhớt nóng chảy cao, hướng cắt đáng kể và ứng suất bên trong cao hơn, dẫn đến biến dạng sau này. Không vượt quá 230 độ.

4. Tốc độ phun: Trung bình đến cao đối với các bộ phận có thành mỏng; trung bình đến thấp đối với các chi tiết dày, để giảm sự định hướng phân tử do lực cắt gây ra. Đổ đầy khuôn càng đều đặn càng tốt để tránh phun nước.

5. Thời gian làm mát: Đảm bảo sản phẩm được làm mát hoàn toàn và đặt trước khi đẩy ra. Làm mát không đủ sẽ khiến bộ phận bị mềm, gây biến dạng khi phóng ra và tiếp tục kết tinh và co lại sau khi tháo khuôn, dẫn đến cong vênh liên tục. Tuy nhiên, làm mát quá mức sẽ kéo dài thời gian chu kỳ.

6. Xử lý việc xuất bản sau{1}}:

• Sản phẩm mới đẩy ra còn nóng và dễ bị biến dạng; sử dụng một vật cố định để kẹp và làm mát chúng.

• Đợi ít nhất 24 giờ trước khi đo kích thước, vì PP thể hiện các phép đo kích thước sau{1}}co rút{2}} được thực hiện ngay sau khi phóng ra khác với các phép đo sau khi ổn định.

 

 

V. Nhanh chóng xác định các loại cong vênh và giải quyết chúng phù hợp

 

Hiện tượng cong vênh	nguyên nhân chính	biện pháp đối phó
Sản phẩm phồng lên ở giữa và dốc lên trên cả hai mặt.	Độ dày không đồng đều / Làm mát không đều, vùng dày co lại đáng kể	Tối ưu hóa độ dày thành, tăng cường làm mát ở vị trí dày và tạo vòm ngược cho khuôn.
Hướng dọc thay đổi tùy theo vị trí của cổng.	Định hướng phân tử, hướng dòng chảy và chênh lệch co theo hướng dọc	Thay đổi vị trí cổng, sử dụng nhiều cổng, chuyển sang sử dụng bột talc PP
Khuôn đã được lấy ra bình thường. Nó sẽ dần bị cong vênh theo thời gian sau khi để một thời gian.	Kết tinh không hoàn toàn, sau đó là sự co lại	Tăng nhiệt độ khuôn một cách thích hợp, kéo dài thời gian làm mát và đạt được sự kết tinh hoàn toàn.
Nó uốn cong ngay lập tức khi bị đẩy ra ngoài.	Lật đổ mất cân bằng / Nhiệt độ sản phẩm quá cao	Thêm các chốt, tạo áp suất đồng đều để ép đùn và kéo dài thời gian làm mát

 

tổng hợp

Bản chất của cong vênh PP:sự co tinh thể + sự co dị hướng do định hướng phân tử. Ưu tiên giải quyết vấn đề: tối ưu hóa cấu trúc > làm mát đồng đều khuôn > sửa đổi vật liệu (có đổ bột talc) > duy trì áp suất và điều chỉnh quá trình nhiệt độ khuôn.-Việc điều chỉnh máy tại chỗ trước tiên phải giải quyết các vấn đề làm mát và duy trì áp suất, đồng thời không buộc vật liệu biến dạng một cách mù quáng bằng cách hạ nhiệt độ; nếu không thì sẽ có hiện tượng cong vênh sau{1}}điều trị.