Kas yra formos susitraukimas plastiko liejime?

Formos susitraukimas yra procentinė dalis, kuria išlieta detalė susitraukia vėsdama nuo lydalo temperatūros iki kambario temperatūros, matuojant ertmės matmenų atžvilgiu. Tipinės vertės svyruoja nuo maždaug 0,2 % stiklo pluoštu armiruotoms rūšims iki 2,5 % nepildytoms dalinai kristalinėms dervoms, tokioms kaip POM ir PP.

Kurie plastikai plastiko liejime susitraukia labiausiai?

Labiausiai susitraukia nepildytos dalinai kristalinės dervos: POM maždaug 1,8–2,5 %, PP maždaug 1,0–2,5 %, HDPE maždaug 1,5–4,0 % ir PA rūšys maždaug 0,7–1,8 %. Amorfinės dervos, tokios kaip ABS, PC ir PS, susitraukia daug mažiau — paprastai 0,3–0,7 %.

Kaip stiklo pluoštas veikia susitraukimą?

Stiklo pluoštas smarkiai sumažina susitraukimą tekėjimo kryptimi — dažnai nuo 1,5–2,0 % iki 0,2–0,5 % 30 % pildytai rūšiai — tačiau daug mažiau skersai tekėjimo. Šis anizotropiškumas yra pagrindinė stiklo pluoštu pildytų detalių deformacijos priežastis, kurią būtina įvertinti DFM etape.

Kaip susitraukimas veikia tolerancijas?

Didelis ir kintantis susitraukimas reiškia platesnes pasiekiamas tolerancijas. Amorfinės mažai besitraukiančios medžiagos gali stabiliai išlaikyti tikslias tolerancijas; labai besitraukiančioms dalinai kristalinėms medžiagoms reikia platesnių tolerancijų juostų, ypač dideliems matmenims, kur 2 % susitraukimas reiškia 2 mm per 100 mm.

Kas kompensuoja susitraukimą — konstruktorius ar formių gamintojas?

Formių gamintojas padidina ertmę pagal nurodytos dervos numatomą susitraukimo koeficientą. Konstruktoriaus užduotis — išlaikyti geometriją palankią susitraukimui (vienodos sienos, subalansuoti briauneliai) ir užfiksuoti medžiagą prieš gaminant formę — pakeitus dervą po formos pagaminimo pasikeičia detalės matmenys.

Ar sienos storis keičia susitraukimą?

Taip. Storesnės sienos vėsta lėčiau, labiau kristalizuojasi (dalinai kristalinėse dervose) ir labiau susitraukia. Detalė su mišriomis 2 mm ir 5 mm sekcijomis susitrauks netolygiai — viena iš priežasčių, kodėl vienodas sienos storis yra pirmoji DFM taisyklė, kurią tikrina Nordmould.

Susitraukimas plastiko liejime: 25 medžiagų rodikliai ir kaip į juos atsižvelgti projektuojant

Susitraukimas yra procentinė dalis, kuria detalė susitraukia vėsdama nuo lydalo iki kambario temperatūros. Tai vienintelis skaičius, lemiantis, ar 100,0 mm matmuo bus 99,4 mm ar 98,0 mm — ir jis priklauso nuo dervos šeimos, pildo, sienos storio ir proceso. Formių gamintojas tai kompensuoja padidindamas ertmę; konstruktoriaus užduotis — nurodyti dervą prieš gaminant formę ir išlaikyti geometriją palankią susitraukimui.

Nordmould DFM peržiūros metu patvirtina nurodytos rūšies susitraukimo prielaidą, nes neteisingas susitraukimo koeficientas reiškia per mažas arba per dideles detales, kurių joks proceso reguliavimas negali visiškai ištaisyti.

Kokie yra tipiniai susitraukimo rodikliai pagal medžiagą?

Žemiau pateiktos vertės yra tipiniai susitraukimo intervalai nepildytoms liejimo rūšims esant normaliam sienos storiui (2–3 mm). Stiklo pluoštu pildytų rūšių vertės nurodytos tekėjimo kryptimi; susitraukimas skersai tekėjimo yra didesnis. Visada projektuokite pagal tikslios rūšies duomenų lapą. Apskaičiuokite ertmės matmenis tiesiogiai su Nordmould susitraukimo skaičiuotuvu.

Medžiaga	Šeima	Tipinis susitraukimas (nepildyta)	Su 30 % stiklo pluošto (tekėjimas)
ABS	Amorfinė	0,4–0,7 %	0,1–0,3 %
ASA	Amorfinė	0,4–0,7 %	0,1–0,3 %
SAN	Amorfinė	0,3–0,7 %	0,1–0,3 %
Polistirenas (GPPS/HIPS)	Amorfinė	0,3–0,6 %	0,05–0,3 %
PMMA (akrilas)	Amorfinė	0,2–0,6 %	0,1–0,3 %
Polikarbonatas (PC)	Amorfinė	0,5–0,7 %	0,1–0,3 %
PC/ABS mišinys	Amorfinė	0,4–0,7 %	0,2–0,4 %
PEI (Ultem)	Amorfinė	0,5–0,7 %	0,2–0,4 %
PSU (polisulfonas)	Amorfinė	0,6–0,8 %	0,2–0,4 %
PVC (standusis)	Amorfinė	0,2–0,6 %	0,1–0,3 %
PP (polipropilenas)	Dalinai kristalinė	1,0–2,5 %	0,4–1,0 %
HDPE	Dalinai kristalinė	1,5–4,0 %	0,3–0,8 %
LDPE	Dalinai kristalinė	1,5–5,0 %	—
PA6 (nepildyta)	Dalinai kristalinė	0,7–1,5 %	0,2–0,8 %
PA66 (nepildyta)	Dalinai kristalinė	0,8–1,8 %	0,3–0,8 %
PA12	Dalinai kristalinė	0,8–1,6 %	0,3–0,8 %
POM (acetalis)	Dalinai kristalinė	1,8–2,5 %	0,4–0,9 %
PBT (nepildyta)	Dalinai kristalinė	1,5–2,2 %	0,3–1,0 %
PET	Dalinai kristalinė	1,5–2,0 %	0,2–0,6 %
PPS	Dalinai kristalinė	0,6–1,0 %	0,1–0,4 %
PEEK	Dalinai kristalinė	0,9–1,3 %	0,2–0,5 %
LCP	Dalinai kristalinė	0,0–0,3 %	0,0–0,2 %
TPE (SEBS/TPV)	Įvairūs	1,0–2,5 %	—
TPU	Įvairūs	0,6–1,8 %	—
PLA	Dalinai kristalinė	0,3–0,5 %	—

Kodėl dalinai kristalinės medžiagos susitraukia labiau?

Amorfinės dervos (ABS, PC, PMMA, PS) stingsta iš supainiotos lydalo struktūros su mažai tvarkos, todėl susitraukia saikingai ir tolygiai — paprastai 0,3–0,8 %. Dalinai kristalinės dervos (PP, PA, POM, PBT, PEEK) vėsdamos dalį savo struktūros supakuoja į tankius kristalus, o ši tvarka užima mažiau vietos — paprastai 1,0–2,5 % viso susitraukimo.

Praktinės pasekmės: dalinai kristalinėms detalėms reikia platesnių tolerancijų lūkesčių, atidesnio ertmės mastelio didinimo ir daugiau dėmesio aušinimui, nes viskas, kas keičia kristalizaciją — formos temperatūra, aušinimo laikas, sienos storis — keičia galutinį matmenį.

Kaip stiklo pluoštas keičia situaciją?

Stiklo pluoštai nesusitraukia. Tekėjimo kryptimi pluoštai orientuojasi ir fiziškai priešinasi susitraukimui, todėl PA66-GF30, kuris nepildytas susitrauktų 1,5 %, tekėjimo kryptimi susitraukia tik apie 0,3–0,5 %. Skersai tekėjimo pasipriešinimas silpnesnis, ir susitraukimas išlieka didesnis — dažnai 0,8–1,2 %.

Šis krypties išskaidymas yra anizotropinis susitraukimas ir pagrindinė stiklo pluoštu pildytų detalių deformacijos priežastis: plokšti skydai išslinksta, ilgi korpusai išsilenkia. Įleidimo angos vieta, sienų konstrukcija ir simetrinė geometrija pildytoms rūšims svarbiau nei bet kuris įrenginio nustatymas. Nordmould pluošto krypties riziką stiklo pluoštu pildytoms detalėms peržiūri kaip standartinį DFM punktą.

Ką susitraukimas reiškia tolerancijoms ir konstrukcijai?

Trys darbo taisyklės. Pirma, mastelis: esant 2 % susitraukimui 150 mm matmuo pasislenka 3 mm — didelės detalės iš labai besitraukiančių dervų negali ekonomiškai išlaikyti griežtų tolerancijų. Antra, medžiagos fiksavimas: ertmė padidinta pagal vienos dervos susitraukimą; perėjimas nuo nepildytos prie stiklo pluoštu pildytos PBT po formos pagaminimo susitraukia detales daugiau, nei galima pakoreguoti. Trečia, tolygumas: mišrios sienų sekcijos susitraukia skirtingai, todėl pirmoji DFM taisyklė — vienodos sienos — yra ir pirmoji susitraukimo taisyklė.

Jei detalei iš tiesų keliami griežti reikalavimai, rinkitės mažai besitraukiančias amorfines dervas arba pildytas rūšis, nurodykite tolerancijas tik funkciniams matmenims ir prieš pjaunant plieną patvirtinkite ertmės masteliui naudotą susitraukimo koeficientą.

Susiję vadovai

Reikia pagalbos dėl susitraukimo kompensavimo? Paprašykite pasiūlymo — susitraukimo prielaida tikrinama kiekvienos DFM peržiūros metu.