向的速度 , P为压力 , T为温度 , cp 为比热容 , K为热导率 ,η为熔
从熔接线处的光弹条纹分布可看出 ,该区域存在很明显的各 向异性 ,这是由于熔体前沿喷泉流相遇引起的分子取向变化及 熔体相遇后的复杂流动行为诱导产生 。光弹法能够反映透明制 品整体双折射分布情况 ,是一种有效的评估注塑成型微观结构
的方法 ,并可作为一种无损测试手段判断注射制品的熔接线位 置 ,具有一定的工程意义 [5 ] 。
式中 , B、Tb、β均为材料常数 , ( 6 ) 、( 7)两式合起来即为五参数
影响熔接线形成和性能的重要的因素有三个 :一是材料性质 ; 二是工艺参数 ,包括温度 、压力等 ;三是模具结构 ,包括浇注系统 以及制品的结构 (如是否含有嵌件 )等 。因此采用实验方法研
及长 度 等 。目 前 描 述 塑 料 熔 体 流 动 的 模 型 已 经 从 广 义 的
Moldflow 的熔接线模拟结果生成后 ,可以将熔接线结果图 叠放在熔体流动前锋温度图上 ,观察熔体的前锋温度是否小于 熔体的凝固温度 ,两股相遇熔体的前锋温度差是否大于 10 ℃。 如果熔体的前锋温度小于熔体的凝固温度 ,那么熔接线就会提 前凝固 ,不利于熔体的融合 ,造成熔接线处的机械性能直线下降 。如 果两股相遇熔体的前锋温度差大于 10 ℃,那么熔体融合得不 好 ,也造成制件的机械性能降低 。可以将熔接线缺陷的结果叠 放在压力结果图上 ,动态播放压力结果观察熔接线部位的流动 波前压力 ,流动波前压力越大 ,越有利于熔体熔合 ,来提升熔 接线部位的强度 。可以将熔接线缺陷的结果叠放在气泡结果图 上 ,观察熔接线是不是与气泡结果重合 ,如果两者重合 ,会大大降 低熔接线处制件的强度 ,这样的一种情况是应该尽可能避免的 。可以将 熔接线缺陷结果叠放在填充时间结果上 ,观察熔接线是否出现 在最大填充时间处 ,如果两者重合 ,则熔接线一般出现在充填的 末端 ,最可能在制件的表面上 ,这种情况也是应该尽可能的避免的 。
由于不同材料和不同聚合物体系对熔接线性能影响的实验方法与工艺因素对熔接线性能影响的实验方法类似工艺参数对熔接线性能影响的实验方法注塑成型的过程中影响熔接线性能的工艺参数主要有模具的温度熔体温度注射速度注射压力保压压力保压时间等实验测试熔接线的性能主要是通过在不同的工艺参数下注塑成型制品试样然后测得试样的各种各样的性能如图是实验研究熔接线性能的哑铃形拉伸试样试样具体尺寸可参看有关标准样的性能可以是拉伸强度弯曲强度或者冲击强度如图时测试拉伸强度弯曲强度和冲击强度试样的模具模板图研究中可以直接测得试样的性能值作为熔接线性能的表征也可以用接缝系数定量地表征熔接线对制品的损害程度接缝系数定义如下多试样模板图通过测试试样的性能能得出熔接线性能与某项工艺参数之间的关系如文献研究了成型温度对纤维增强注塑熔接线拉伸性能的影响发现随着熔体温度的升高有熔接线l试样拉伸强度都会随着温度的升高而升高
响的实验方法与工艺因素对熔接线性能影响的实验方法类似 , 下面主要从两个方面介绍熔接线研究的实验方法 。
注塑成型的过程中 ,影响熔接线性能的工艺参数主要有模具 温度 、熔体温度 、注射速度 、注射压力 、保压压力 、保压时间等 。
式中 ρ为熔体密度 , x、y、z为三维坐标 , u、v、w 分别表示 x、y、z方
(北京化工大学机电学院 ,北京 100029) 摘要 :熔接线是注塑制品常见缺陷之一 ,研究熔接线的形成机理及影响因素 ,并找出相应的处理方法 ,对于改善注 塑制品外观品质 、提高力学性能有很大的实际意义 。对熔接线已有大量的系统研究 ,研究熔接线的方法和手段也不断 发展进步 。论述注塑成型中熔接线缺陷的主要研究方法 ,对开展熔接线的研究将会有一定的帮助 。
型制品试样 ,然后测得试样的各种各样的性能 ,如图 4是实验研究熔接 线性能的哑铃形拉伸试样 ,试样具体尺寸可参看有关标准 。试 样的性能可以是拉伸强度 、弯曲强度或者冲击强度 ,如图 5是同 时测试拉伸强度 、弯曲强度和冲击强度试样的模具模板图 ,研究 中可以直接测得试样的性能值作为熔接线性能的表征 ,也可以 用接缝系数定量地表征熔接线对制品的损害程度 ,接缝系数定 义如下 :
图 2熔接线区域电子扫描和原子力扫描后的微观结构图 对于透明制品还能够使用双折射光弹测试法来评估其微观 结构 。双折射是无定形聚合物注射制品分子取向和残余应力的 有效度量 。文献 [5 ]针对注射成型中嵌件造成的相邻熔接线现 象 ,设计一副带矩形嵌件的平板模具 ,利用光弹测试考察了带有 相邻熔接线的透明聚苯乙烯制品双折射和取向行为 。如图 3是 制品在不同熔体温度下的光弹条纹图 。
随着科学技术的发展 ,观察注塑制品熔接线和测试熔接线 性能的手段也慢慢变得先进 。对于注塑制品的熔接线缺陷 ,可以 采用目测或者数显深度千分尺测量熔接线处深度来定性地表征 制品的成型质量 ,但要研究熔接线的形成机理 ,建立熔接线的数 学物理模型 ,就有必要了解熔接线处的微观形貌和结构 。对于一 般的注塑制品可采用扫描电子显微镜 ( SEM )或者原子力显微 镜 (AFM )来观察其熔接线区的微观特征 。 SEM 一般只能提供 二维图像 ,而 AFM 能提供三维表面图 。如图 2所示是制品熔接 线区域电子扫描和原子力扫描后的微观结构图 [4 ] 。