Der Einfluss der Schrumpfung von Thermoplasten auf Formen
Thermoplaste sind eine vielfältige Materialgruppe, und selbst innerhalb derselben Familie können die Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften aufgrund von Unterschieden in der Zusammensetzung der Harzmoleküle und Additive variieren. Um die Eigenschaften bestehender Materialien zu modifizieren, werden außerdem häufig verschiedene chemische Methoden wie Copolymerisation und Vernetzung eingesetzt, um die Struktur des ursprünglichen Harzes zu verändern und modifizierte Produkte mit neuen und verbesserten Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften herzustellen. Welche Faktoren beeinflussen die Schrumpfung von Thermoplasten während der Formgebung?
1. Kunststofftyp
Während des Formprozesses von Thermoplasten kommt es aufgrund der Kristallisation immer noch zu einer Volumenänderung, die innere Spannung ist stark und die im Formteil verbleibende Restspannung ist groß. Daher ist die Schrumpfungsrate im Vergleich zu duroplastischen Kunststoffen größer, der Schrumpfungsbereich ist breit und die Richtungsabhängigkeit ist offensichtlich. Darüber hinaus ist die Schrumpfung nach dem Formen, Glühen oder Konditionieren im Allgemeinen größer als bei duroplastischen Kunststoffen.
2. Form, Größe und Verteilung des Einlasses
Diese Faktoren wirken sich direkt auf die Fließrichtung des Materials, die Dichteverteilung, den Effekt des Druckausgleichs und der Schrumpfung sowie die Formzeit aus. Bei direkten Einspritzöffnungen und großen Querschnitten (insbesondere bei dickeren) ist die Schrumpfung gering, aber die Richtungsabhängigkeit groß, während bei breiten und kurzen Einspritzöffnungen die Richtungsabhängigkeit gering ist. Bei Öffnungen in der Nähe der Einspritzöffnung oder parallel zur Fließrichtung ist die Schrumpfung groß.
3. Formbedingungen
Bei hoher Formtemperatur kühlt das geschmolzene Material langsam ab, die Dichte ist hoch und die Schrumpfung groß. Dies gilt insbesondere für kristalline Materialien, da die Kristallinität hoch und die Volumenänderung groß ist, sodass die Schrumpfung noch größer ist. Die Verteilung der Formtemperatur hängt auch mit der internen und externen Kühlung und der Gleichmäßigkeit der Dichte des Formteils zusammen, was sich direkt auf die Größe und Richtung der Schrumpfung jedes Teils auswirkt.
4. Formenbau
Beim Entwurf von Formen wird je nach Schrumpfungsbereich verschiedener Kunststoffe, Wandstärke, Form, Größe und Verteilung des Einlasses die Schrumpfungsrate jedes Teils des Formteils empirisch bestimmt und dann die Hohlraumgröße berechnet. Für hochpräzise Formteile und solche, bei denen die Schrumpfungsrate schwer zu kontrollieren ist, werden im Allgemeinen die folgenden Methoden zum Entwurf der Form verwendet:
Wählen Sie für den Außendurchmesser des Formteils eine kleinere Schrumpfungsrate und für den Innendurchmesser eine größere Schrumpfungsrate, um nach dem Probeformen Spielraum für Änderungen zu lassen.
Bei Teilen mit dicken Wänden sollte die Kavitätsgröße der Form entsprechend vergrößert werden.
Für komplexe Formen sollte eine geteilte Formstruktur verwendet werden.
Bei Teilen, die zu Verzügen neigen, sollten an der Form Rippen vorgesehen werden.
Für Teile, die zur Blasenbildung neigen, sollten an der Form Entlüftungslöcher vorgesehen werden.
