一、殘余熱應(yīng)力對制品翹曲變形的影響
塑料熔體在成型過程中，由于取向、收縮的不均勻，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的不均勻，所以制品出模后，在不均勻內(nèi)應(yīng)力的作用下，發(fā)生翹曲變形。因此，從力學(xué)角度分析、計(jì)算制品的內(nèi)應(yīng)力和翹曲。在國外一些文獻(xiàn)中，翹曲被看成是不均勻收縮產(chǎn)生的殘余應(yīng)力造成的。
在注塑成型冷卻階段，當(dāng)溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，塑料是粘彈性流體，并伴有應(yīng)力松弛現(xiàn)象：當(dāng)溫度低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，塑料變成固態(tài)。
塑料在冷卻過程中的這種液一固相轉(zhuǎn)變和應(yīng)力松弛，對準(zhǔn)確預(yù)測制品殘余應(yīng)力和殘余變形很有影響。冷卻階段塑料由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的相轉(zhuǎn)換和應(yīng)力松弛行為。
對未固化的區(qū)域，塑料呈現(xiàn)粘性行為，用粘性流體模型描述，對己固化的區(qū)域，塑料呈粘彈行為，用標(biāo)準(zhǔn)線性固體模型來描述，采用粘-彈相轉(zhuǎn)換模型和二維有限單元法來預(yù)測熱殘余應(yīng)力和相應(yīng)的翹曲變形。
二、充模及冷卻階段對制品翹曲變形的影響
熔融態(tài)的塑料在注射壓力的作用下，充入模具型腔并在型腔內(nèi)冷卻、凝固的過程是注射成型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中，溫度、壓力、速度三者相互耦合作用，對塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有極大的影響。
較高的壓力和流速會(huì)產(chǎn)生高剪切速率，從而引起平行于流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向的分子取向的差異，同時(shí)產(chǎn)生“凍結(jié)效應(yīng)”。“凍結(jié)效應(yīng)”將產(chǎn)生凍結(jié)應(yīng)力，形成塑件的內(nèi)應(yīng)力。
溫度對翹曲變形的影響體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
塑件上、下表面溫差會(huì)引起熱應(yīng)力和熱變形；
塑件不同區(qū)域之間的溫度差將引起不同區(qū)域間的不均勻收縮；
不同的溫度狀態(tài)會(huì)影響塑料件的收縮率。
三、脫模階段對制品翹曲變形的影響
塑件在脫離型腔并冷卻至室溫的過程中多為玻璃態(tài)聚合物。脫模力不平衡、推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)或脫模頂出面積不當(dāng)很容易使制品變形。
同時(shí)，在充模和冷卻階段凍結(jié)在塑件內(nèi)的應(yīng)力由于失去外界的約束，將會(huì)以變形的形式釋放出來，從而導(dǎo)致翹曲變形。
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