通过理解流程行为解决生产问题

本文讨论了许多问题,这些问题可以通过简单地理解流动行为而无需执行计算来解决。

由于塑料和橡胶的大多数成型过程都涉及到流动,因此可以预期流变学概念将在问题解决中得到广泛应用。然而,在实践中定量应用在一定程度上受到限制,因为冷却往往发生在熔体仍在流动的事实,复杂的流动模式涉及成型操作(如注射模具的填充),以及复杂的流动特性聚合物熔体。

然而,流体行为的定性理解可以帮助克服处理问题。

流道形状的影响

与固定横截面积流道的狭缝形式相比,圆形流道的流速更大。在恒定输送压力下,即使横截面积相同,狭缝越窄,流速也越低。如果尝试挤出复杂形状(其中挤出的横截面包括不同形状和厚度的构件),则这是一个相关的差异。

例如,如果挤出物横截面为哑铃形,且两个几乎呈球形的零件通过狭缝桥接,则流经圆形截面的流动速度会加快,流经桥接狭缝的流动速度会减慢。这将导致挤出物中心部分拉伸,并可能撕裂。

当挤压截面类似于半哑铃或关键截面时,甚至可能会导致更大的问题,其中一个圆形截面附在一个狭缝上。在这种情况下,挤出物将倾向于卷曲,因为它离开模具。

虽然最好避免此类设计,但通过降低流动最慢区域(即狭缝区域)中模具的平行部分,可以解决问题。另一种有效的方法是在流动最快的区域节流,方法是在平行模入口的流道中插入心轴或销。

管式挤出中的不平衡流动

聚合物通过插入的芯轴或销与圆形模具壁之间的环形间隙挤压而形成管材。有时可以观察到管的内壁有若干横向波纹。这些波纹是由流经模具的径向流速变化引起的。

在一个简单的杆式模具中,在模具的壁面和中心的最高流速为零或几乎为零。(对于水和其他此类简单液体,速度剖面呈抛物线形,而对于聚合物熔体,速度剖面在某种程度上更平坦)。如果在一根非常薄的针(厚度接近一根细丝的厚度)上挤压,速度分布不会受到很大影响。

距薄销较短距离的流速将远大于距模具壁相同距离的流速。随着销直径的增加,差异将减小,但在较大或较小的程度上,靠近销的流速将继续高于模具壁的流速。

当熔化的速度在管道内部更快,这将倾向于引起弯曲,从而在管道内部产生波纹。这可以通过在销钉周围安装一个限流器凸起或环来减缓该区域的流动来减少。

不均匀膨胀

一般来说,模膨胀随平行模长而减小,随剪切速率而增大。挤压具有不同截面的复杂截面会导致不同截面壁面处存在不同的剪切速率。最大的剪切速率出现在横截面最小的地方。

当执行模具尺寸调整时,这些差异可以得到补偿。然而,如果发现某一点的膨胀低于其他地方,平行于该横截面的模可能会减小以进行补偿。如果这样做了,模具的后端平行应机加工,以确保在横截面上的所有修改都是渐进的。

吹塑过程中模具膨胀和对折下垂

通常是垂直向下挤压挤出吹塑。管的直径,虽然有一个增加的趋势,由于膨胀,也将倾向于减少,因为parison自己的重量下陷。虽然膨胀效应与管道长度无关,但当管道长度增加时,凹陷也会增加。

这可以补偿使用锥形模具和销钉,它们相互轴向移动,打开模具间隙在挤压parpis。可以使用理论数据或作为试验和错误实验的结果来编写对偶销运动的程序。

挤出物显示熔体断裂或鲨鱼皮

挤出物的表面缺陷通常在表面上有规则的图案。有一个大直径的挤出物,这可能是由于鲨鱼皮。对于直径较小的产品,这可能是由于熔体断裂。如果缺陷是横向的流向,它可能是一种形式的鲨鱼皮。如果缺陷在结构上呈螺旋状,则可能是熔体断裂。

如果问题被确定为熔体断裂,则必须考虑以下可能性:

  • 降低输出速率(通常不符合商业要求)
  • 提高熔体温度(增加冷却时间)
  • 增加模具入口的锥度
  • 锥形'模具平行'达10度
  • 使用较低分子量的聚合物

如果问题被确定为鲨鱼皮,则必须考虑以下可能性:

  • 减少产量
  • 改变模具温度

降低或提高模体温度可能会有所帮助,而模出口的额外加热可能特别有利。

短注射模型

假设注入中风长度已正确设定(以便提供给模具的材料的准确质量),未能填充模腔是由于聚合物在填充完成前已冻结。提高熔体温度将降低熔体粘度和延长熔体冻结的时间。

但是,如果这种情况经常发生,聚合物可能会降解,或者冷却时间可能会很长。模具温度可以提高,但这可能会导致较长的冷却时间,这是不可取的。如果存在此类材料,也可以使用更容易流动的坡度。

如果这是不可能的,最好重新设置浇口,以减少所需的流道长度。有计算机程序设计,以提高浇口位置,并允许可视化的模具填充操作。

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