滞流效应

作者:Fimmtech公司 Suhas Kulkarni 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-08-03
在注塑成型过程中,可能会出现一种情况:加工设备在熔体输送方面提供了很好的一致性,但部件的一致性却因为型腔的不同而存在很大差异,导致这种现象的原因可能是滞流效应。

笔者在实验室中进行研究时产生的数据揭示了一个有趣的现象:注塑机在熔体输送方面提供了很好的一致性,但是对各个型腔的计算却显示出了非常大的差异。这一现象起初令人费解,不过进一步的研究揭示了原因。本文介绍了这方面的研究发现,以及会产生过程能力数值的原因,它被称为滞流效应。

什么是滞流效应?图1所示是一个套模,用于生产两个不同的部件。其中,A部件有一个规则的矩形横截面,而B部件的横截面中有一处比较薄的部分。它们都有一个浇口。从图中所示的填充过程可以看出,在熔体刚开始对型腔进行填充时,熔体流动是均匀的。随着流动的进行,熔体到达了B部件的薄截面,此时,想要推动熔体通过薄截面需要增加压力。

不过,因为A部件的横截面比B部件的薄截面要厚,所以A部件无需通过高压来连续填充。也正因为A部件所需要的填充压力较低,因此熔体会优先填充A部件,而B部件中的流锋会减慢,导致熔体黏度增加以及熔体冷却。一旦A部件填充满,塑料会试图向薄截面流动,根据塑料的黏度,熔体可能会到达填充末端也可能无法到达。B部件中的整个流动可归纳如下:熔体以初始速率流动,然后减速和/或停止并再次重新开始。这种熔体流动的方式被认为是滞流,所带来的影响称为滞流效应。这种效应可能导致一些外观缺陷,如流痕、厚截面中的下沉和尺寸变化。

过程能力是衡量部件质量一致性的标准。过程能力数值越高,部件的一致性越好。采用上述成套制品模具进行的试验很简单:进行30次注射并记录各个型腔和流道的重量,然后分析数据。图2显示了两个型腔所生产的部件的重量变化范围。型腔1的范围为0.113g,型腔2的范围为0.114g。

滞流效应1

图1 理解滞流效应

滞流效应2

图2 设备一致,但充模不一致

不过,需要注意的一点是,当两个型腔的重量加在一起时,变化范围下降到0.086g。较低的范围说明该设备在注射与注射之间提供的熔体一致性高。与之相比,单个型腔的范围比较宽,这说明在熔体流入型腔中时发生了滞流效应,其中一个型腔比另一个型腔要优先填充。

据观察,并没有一个特殊的型腔会倾向于被优先填充,这种现象是随机的。机器缓冲值在整个运行过程中保持一致。不过,随着保压压力的增加,这些范围会变小。

对过程能力的计算在许多行业中都十分普遍。从上述数据可以看出,成型商可能拥有市场上最好的设备之一,但如果没有遵循正确的工艺开发步骤,那么他实际获得的过程能力数值可能比较低。在这种情况下,理解保压概念并在工艺开发过程中合理使用对于实现一致性来说是非常重要的。另外,在保压阶段的最后将浇口密封也很重要,这应该是模具鉴定程序的一部分。

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