塑膠產(chǎn)品殘余應(yīng)力的分析

1、因?yàn)橥饨绲闹T多因素，破壞了塑膠材料中分子鏈亂序及松弛的自然形式，使之處于一種非穩(wěn)定狀態(tài)而產(chǎn)生殘留應(yīng)力具有殘留應(yīng)力的產(chǎn)品在分子鏈松弛或者重結(jié)晶的過程中，就會有應(yīng)力的釋放，并因而導(dǎo)致產(chǎn)品的翹曲變形及尺寸變化等問題，這也是產(chǎn)品因環(huán)境應(yīng)力開裂的主要原因殘留應(yīng)力的分類取向應(yīng)力塑膠材料分子鏈在成型過程中由于受到高壓和高剪切力作用導(dǎo)致分子鏈發(fā)生劇烈變化，在分子未完全回復(fù)亂序及松弛的自然狀態(tài)前即遭凍結(jié)，從而導(dǎo)致殘留取向應(yīng)力，尤以材料最為明顯，其它如、等也存在同樣問題這種狀況的出現(xiàn)與其分子鏈結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系剪切取向應(yīng)力代表塑料加工過程中由于剪切流動造成應(yīng)力大小，它受塑膠流動速率與黏度的影響在充填結(jié)束瞬間，由于充

2、填體積變少，流量固定時射速增加，加上塑膠較冷，黏度較高，因此最后充填位置的剪切應(yīng)力較高，塑料可能會產(chǎn)生裂解及較高的殘留應(yīng)力產(chǎn)生位置：澆口位置因射速快或保壓時間長而容易產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力；壁厚急劇變化處（特別是由厚到薄處）會因壁薄位置剪切力強(qiáng)而產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力；料流充填不平衡處會因?yàn)檫^度充填而造成局部擠壓而產(chǎn)生擠壓取向應(yīng)力溫度分布剪切力分布分子取向凝固層剪切應(yīng)力產(chǎn)生示意圖收縮應(yīng)力 分子鏈在從熔融到冷卻的過程中，因?yàn)楫a(chǎn)品壁厚或者冷卻水路的差別而導(dǎo)致冷卻溫度的不均勻，從而導(dǎo)致不同溫度部位的收縮不同，那在收縮率不同部位，界面之間會因?yàn)槔旒羟卸a(chǎn)生殘留應(yīng)力產(chǎn)生位置：主要發(fā)生在壁厚不均之產(chǎn)品上壁厚變化劇烈

3、的位置，由于熱量散發(fā)不均勻，所以容易產(chǎn)生不同的收縮取向殘留應(yīng)力的分類冷卻不均沿厚度方向收縮不均的結(jié)果由於模穴表面溫度不均溫度沿厚度方向變化模具的熱性質(zhì)凝固與收縮張力凝固層自由收縮熔融塑膠熱量熱量冷卻初期冷卻后期約束收縮熱量引起殘余應(yīng)力成型后拉伸壓縮收縮應(yīng)力產(chǎn)生示意圖影響應(yīng)力產(chǎn)生的主要因素產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：尖角的存在，容易導(dǎo)致在該位置應(yīng)力集中的情況發(fā)生當(dāng)受到外力沖擊或溶劑誘導(dǎo)作用時就會產(chǎn)生應(yīng)力開裂壁厚分布不均勻，也會導(dǎo)致應(yīng)力的產(chǎn)生在壁厚產(chǎn)生變化的區(qū)域，會因?yàn)楹穸茸兓a(chǎn)生剪切速度的變化，從而會導(dǎo)致應(yīng)力的發(fā)生好壞壞好模具結(jié)構(gòu)：澆口大小及位置的設(shè)置不合適也會導(dǎo)致料流填充不平衡，局部位置可能會過度充填，產(chǎn)生較

4、大擠壓剪切應(yīng)力，造成類似保壓過大所造成的應(yīng)力會發(fā)生過度充填處成型參數(shù)：射出速度：提高射出速度，可降低分子鏈取向程度，有利于降低殘留應(yīng)力射出壓力：射出壓力過大，容易導(dǎo)致局部壓力過大而產(chǎn)生應(yīng)力；但是射出壓力太低，則不能達(dá)到所設(shè)定的射出速度，還會因?yàn)榱狭骼鋮s而加大剪切，導(dǎo)致分子鏈取向應(yīng)力增大，同樣會有較大殘留應(yīng)力保壓壓力與時間：保壓過度和時間過長都會增大澆口處的分子取向而產(chǎn)生較大殘留應(yīng)力。模具溫度：模具溫度太低，會導(dǎo)致應(yīng)力不能及時釋放而殘留。熔融溫度：提高成型溫度，會降低塑膠材料的黏度而降低分子鏈的取向應(yīng)力，從而降低殘留應(yīng)力。以上成型條件在應(yīng)力影響方面相互制約，所以成型時針對殘留應(yīng)力的調(diào)整需要綜合各

5、方面的情況。應(yīng)力的危害 開裂：因?yàn)閼?yīng)力的存在，在受到外界作用後（如移印時接觸到化學(xué)溶劑或者烤漆後端時高溫烘烤），會誘使應(yīng)力釋放而在應(yīng)力殘留位置開裂。開裂主要集中在澆口處或過度填充處。 翹曲及變形：因?yàn)闅埩魬?yīng)力的存在，因此產(chǎn)品在室溫時會有較長時間的內(nèi)應(yīng)力釋放或者高溫時出現(xiàn)短時間內(nèi)殘留應(yīng)力釋放的過程，同時產(chǎn)品局部存在位置強(qiáng)度差，產(chǎn)品就會在應(yīng)力殘留位置產(chǎn)生翹曲或者變形問題。 產(chǎn)品尺寸變化：因?yàn)閼?yīng)力的存在，在產(chǎn)品放置或後處理的過程中，如果環(huán)境 達(dá)到一定的溫度，產(chǎn)品就會因應(yīng)力釋放而發(fā)生變化。應(yīng)力的消除方法熱處理：升高溫度，使之達(dá)到可使塑件分子鏈活動的程度，讓被凍結(jié)的分子鏈經(jīng)升溫後鬆弛產(chǎn)生亂序，從而達(dá)到消除殘留應(yīng)力的目的。方式包括烘箱熱處理和遠(yuǎn)紅外加熱處理烘箱熱處理 主要用於非結(jié)晶性材料，烘箱溫度達(dá)到或者接近其熱變形溫度即可，對於結(jié)晶性材料，烘箱溫度只要比其使用溫度高1020度即可，因?yàn)槿绻邥?dǎo)致後結(jié)晶的產(chǎn)生 ，使產(chǎn)品的尺寸產(chǎn)生變化。此方式的缺點(diǎn)是在於烘箱溫度如果不均勻，就會導(dǎo)致應(yīng)力消除不均勻，從而導(dǎo)致翹曲的產(chǎn)生。遠(yuǎn)紅外加熱的要點(diǎn)在於根據(jù)不同的材料選擇合適的加熱遠(yuǎn)紅外線頻率，其優(yōu)點(diǎn)在於加熱非常均勻；缺點(diǎn)在於需要儀器及專業(yè)知識。模具設(shè)計及成型控制：在模具設(shè)計中，要注意避免尖角的存