外螺紋接頭注塑模具設(shè)計(jì)-雙頭螺紋【三維PROE】【含CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改 【QQ：414951605 可咨詢(xún)交流】===================== 喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改 【QQ：1304139763 可咨詢(xún)交流】===================== 喜歡就充值下載吧。。。資源目錄里展示的全都有，，下載后全都有,,請(qǐng)放心下載，原稿可自行編輯修改 【QQ：1304139763 可咨詢(xún)交流】=====================

17 大連交通大學(xué)2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯 加工條件對(duì)注射成型收縮的影響 其中三位作者 K.揚(yáng)森 代爾夫特理工大學(xué) 202出版物引用1453 本刊物的一些作者也正在研究這些相關(guān)項(xiàng)目： 環(huán)氧樹(shù)脂模塑復(fù)合材料項(xiàng)目的熱老化項(xiàng)目 應(yīng)力芯片視圖項(xiàng)目 加工條件對(duì)注射成型收縮的影響 K. M. B.揚(yáng)森，D.范戴克，M. H.HUSSELMAN 特文特大學(xué) 機(jī)械工程系 恩斯赫德，荷蘭 對(duì)7種常見(jiàn)的熱塑性聚合物進(jìn)行了加工條件對(duì)模具收縮的影響的系統(tǒng)研究。然后得之，壓力是關(guān)鍵參數(shù)。熔體溫度的影響并不是那么重要。注射的速度和模具的溫度對(duì)于所有聚合物都沒(méi)有顯示出一般趨勢(shì)。這已經(jīng)表明，至少對(duì)于無(wú)定形聚合物，簡(jiǎn)單的熱彈性模型可以描述所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于半結(jié)晶材料，該模型過(guò)度預(yù)測(cè)了收縮。 介紹 本 文的目的首先是介紹加工條件對(duì)成型產(chǎn)品尺寸影響的系統(tǒng)研究結(jié)果。 第二個(gè)目標(biāo)是表明出所有的收縮數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單方程完美的表述了收縮與局部壓力的歷史相關(guān)聯(lián)。 該研究使用七種普通樹(shù)脂，即PS，ABS，HIPS，PC，PBT，PBT-GF30和HDPE，并且系統(tǒng)地改變保持壓力、注射速度、模具溫度和熔體溫度。 一般來(lái)說(shuō)，我們可以看出注射成型中的三種收縮方式：模內(nèi)收縮（在極端情況下可能出現(xiàn)的加工過(guò)程中的收縮），模制收縮（剛開(kāi)模后的收縮率，有時(shí)稱(chēng)為“模具收縮率” ）和收縮后（作為物理老化、再結(jié)晶等存儲(chǔ)期間的時(shí)間效應(yīng)）。 在這里，我們將重點(diǎn)放在成型收縮，簡(jiǎn)而言之，關(guān)于收縮后效應(yīng)，模內(nèi)收縮在其他地方詳細(xì)討論（1）。 在過(guò)去的表格或圖中（2）用于校正模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的產(chǎn)品收縮。然而，隨著對(duì)產(chǎn)品公差的要求越來(lái)越高，需要更多的準(zhǔn)確信息。 最近的實(shí)驗(yàn)研究表明，注塑產(chǎn)品的成型收縮受加工參數(shù)以及模具幾何影響（3-24）。所有研究得出結(jié)論，壓力是影響收縮的最重要參數(shù)。 較高的保壓壓力設(shè)置可以減少所有方向的部件收縮。 第二個(gè)最重要的參數(shù)是注射溫度（3-7）。 通?？梢钥吹皆黾幼⑸錅囟纫詼p少收縮（因?yàn)楦玫膲毫鬟f）。 一些作者報(bào)道，隨著模具溫度的增加，收縮率增加（3,4,6,8），而另外一些則得出不同的結(jié)論（5,9）。 增加保持時(shí)間總是減少收縮，直到在澆口凍結(jié)時(shí)間（3，4，10，11）發(fā)生平衡。 在大多數(shù)研究中，考慮了矩形板或拉伸筋。 例外是中心澆口圓盤(pán)模具（12,13），箱模具（14）和帶有孔（15,16）的平板。 在少數(shù)情況下，幾何被認(rèn)為是一個(gè)變量（17-19）。 幾何可能會(huì)以?xún)煞N方式影響收縮。 首先，幾何形狀可能會(huì)影響流動(dòng)，從而導(dǎo)致收縮各向異性的取向效應(yīng)（無(wú)論是孿晶相，結(jié)晶相還是填料顆粒）。 第二，幾何約束（肋，凸起等）影響收縮邊界條件。 這些影響在別的地方討論（1,10,13,17,18,20-22）。 沿流路的收縮變化通常與局部腔壓力直接相關(guān)（3,11,17,18,20）。對(duì)于半結(jié)晶PP（3,20）和PA（17,20），其長(zhǎng)度和寬度收縮變化不同。在大多數(shù)情況下，寬度收縮率略大于長(zhǎng)度收縮率，唯一的例外是托馬斯對(duì)PP（20）的測(cè)量，其中靠近門(mén)長(zhǎng)收縮率大于寬度收縮率，并且遠(yuǎn)離門(mén)極，反之亦然。 Shay等（17）報(bào)道，對(duì)于無(wú)定形聚碳酸酯，可以檢測(cè)長(zhǎng)度和寬度收縮率之間的差異。對(duì)于填充纖維的樹(shù)脂，總是報(bào)告流動(dòng)方向上的收縮與寬度方向（寬度）之間的大的差別（例如，6,18,19,23）。典型的長(zhǎng)度收縮值總是接近0.2％，而橫向收縮率接近未填充樹(shù)脂的收縮率。與平面內(nèi)收縮相反，在文獻(xiàn)中令人驚訝的是在厚度收縮測(cè)量之間沒(méi)有一致。對(duì)于類(lèi)似的成型條件，一些作者報(bào)告了與平面內(nèi)收縮相同數(shù)量級(jí)的厚度收縮率（20），而另外一些則提到厚度收縮率比長(zhǎng)度和寬度收縮率大（而且在某些情況下相反） 10-12,19,24）。這些觀察結(jié)果的可能解釋是壓縮聚合物的彈性膨脹是由于腔體壓力（9,10,22），填料（10,11,22,24）中的模具的彈性變形，在高壓力下閃爍（12），較厚的條（19）中形成的空隙或厚度方向（6）上的更大的熱梯度。實(shí)際上，厚度收縮最可能由前三種效應(yīng)的組合決定。 在大多數(shù)研究中，生產(chǎn)后24和48小時(shí)之間測(cè)量收縮（25）。然而，眾所周知，由于物理老化或重結(jié)晶作用，收縮期間（緩慢地）收縮（5,8,26,27）。由于這些是自我延遲的過(guò)程，收縮必須與時(shí)間的對(duì)數(shù)成正比（26）。 作為處理影響收縮的參數(shù)的第一個(gè)嘗試，采用統(tǒng)計(jì)分析方法根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)驗(yàn)的收縮數(shù)據(jù)構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)擬合函數(shù)（3,5,8,20）。很明顯，通過(guò)這種方法，預(yù)測(cè)僅限于具體的測(cè)試幾何和測(cè)試窗口。此外，這種“模型”沒(méi)有任何物理意義，難以用于解釋。 嘗試了解注射成型收縮的一個(gè)更好的方法是將模具視為封閉空間，設(shè)置材料平衡，并計(jì)算模具中積聚的質(zhì)量。然后從pvT圖（7,12,24）得到體積收縮率。一般來(lái)說(shuō)，這些模型使用Tait樣方程與計(jì)算的溫度和壓力歷史相結(jié)合，以獲得最終體積產(chǎn)品收縮率。該方法的缺點(diǎn)是在流動(dòng)，橫向和厚度方向的收縮之間不能區(qū)分。然而，實(shí)際上，眾所周知，厚度收縮率可以比面內(nèi)收縮大5至10倍，并且由于填料或結(jié)晶效應(yīng)，流動(dòng)和橫向收縮可能不同。商業(yè)代碼如MoldFlow和C-Mold從熱應(yīng)力分布計(jì)算后處理步驟中的收縮。他們可能忽略壓力引起的應(yīng)力，因此也是下一節(jié)中概述的凝固壓力項(xiàng)。這可能是預(yù)測(cè)和測(cè)量的收縮之間經(jīng)常令人驚訝的大的差異的可能原因（例如，12,14,15,17）。 最近提出了三種收縮模型。 Jansen和Titomanlio（22,28）提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的熱彈性模型，考慮了壓力效應(yīng)和泊松膨脹對(duì)厚度收縮的影響，但忽略了粘彈性效應(yīng)。其平面內(nèi)收縮的最終方程與Kumazawa（4）提出的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗨啤Ｊ湛s預(yù)測(cè)的完整粘彈性理論由Bushko和Stokes（21,29）給出，然而本文討論了熱彈性模型。 理論 在熱彈性模型中探索的想法是，在凝固過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生松弛和蠕變，并且一旦溫度降到凝固溫度以下，應(yīng)力開(kāi)始積聚。在凝固期間被抑制收縮的產(chǎn)品將由于熱和結(jié)晶收縮而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。此外，應(yīng)考慮壓力影響。在壓力下固化的層相對(duì)于大氣條件被壓縮。如果噴射后自由膨脹，則會(huì)在凝固過(guò)程中與壓力成比例地膨脹（表示為[P.sub.s]）。由于所有層都在不同的壓力下固化，所以產(chǎn)品與間隙平均凝固壓力成比例膨脹，[數(shù)學(xué)表達(dá)式省略]。這種效應(yīng)可能平衡甚至超過(guò)熱和結(jié)晶效應(yīng)。分別表示為[S.sub.x]，[S.sub.y]和[S.sub.z]的局部平面內(nèi)和厚度收縮，可以表示為（22,28） 和 這里[α]和[β]代表線性膨脹和壓縮性，凝固溫度[T.sub.s]（[T.sub.g]或[T.sub.m]），[忽略了數(shù)學(xué)表達(dá)式]和[C.sub.cr] =（[[S]] - [[R]]] / 3 []]]的最大值結(jié)晶收縮。方程式清楚地顯示了平均局部壓力平衡對(duì)熱和結(jié)晶收縮的膨脹效應(yīng)。注意，等式2中的第二項(xiàng)在每個(gè)層的凝固時(shí)刻（表示為[t.sub.sz]）和噴射時(shí)刻[t]之間進(jìn)行評(píng)估。因此，厚度收縮方程式包含與剛剛排出前的壓力成比例的項(xiàng)，并考慮到由于非壓力造成的材料膨脹。式2中的最后一項(xiàng)是模具變形項(xiàng)由剛度常數(shù)和閘門(mén)凍結(jié)壓力組成[22]。如果模量顯示出比厚度更強(qiáng)的變化，那么方程變得稍微復(fù)雜一些（23）。 實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)在具有標(biāo)稱(chēng)尺寸為120×300×2.4mm的膜門(mén)式矩形腔的175噸Engel注塑機(jī)上進(jìn)行。模具配有三個(gè)壓力傳感器，分別為14mm（P1），150mm（P2）和286mm（P3），9個(gè)熱電偶。使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄所有壓力，溫度和螺桿速度數(shù)據(jù)。在兩個(gè)半模之一上刻有覆蓋整個(gè)產(chǎn)品的10 mm寬的格柵。線厚度為約5 [μm]。用斯特拉斯曼移動(dòng)顯微鏡仔細(xì)測(cè)量所有網(wǎng)格點(diǎn)之間的距離，并作為參考。然后獲得實(shí)驗(yàn)收縮 單個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量之間的散射證明為大約15 [μm]。因此，30至50mm的參考距離將導(dǎo)致小于0.05％的收縮誤差，這被認(rèn)為是我們目的可接受的。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量程序包括以傳感器P2（產(chǎn)品的中間）為中心的四個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的坐標(biāo)和相隔50毫米的坐標(biāo)。使用這些數(shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)長(zhǎng)度和兩個(gè)寬度收縮值。對(duì)每個(gè)成型條件的3至5個(gè)產(chǎn)品重復(fù)該過(guò)程。最后，所有的收縮率平均得到每個(gè)成型條件的單一長(zhǎng)度和寬度收縮值。所有產(chǎn)品儲(chǔ)存在23℃，50％RH的空調(diào)房間中，并在生產(chǎn)后兩天測(cè)量。對(duì)于一些產(chǎn)品，以增加的時(shí)間間隔重復(fù)測(cè)量以評(píng)估時(shí)間的收縮變化。 所使用的材料是四種無(wú)定形樹(shù)脂（PC，PS，ABS和HIPS）和兩種半結(jié)晶材料（PBT和HDPE），其中PBT也可用于30％玻璃填充級(jí)。材料列于表1中。在獲得可靠的熱膨脹系數(shù)和壓縮性系數(shù)的數(shù)據(jù)中，注意獲得可靠的[表1的表格數(shù)據(jù)]，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)顯然是該模型的關(guān)鍵參數(shù)以上。各種數(shù)據(jù)源之間的協(xié)議往往很差。事實(shí)證明，對(duì)于大多數(shù)材料來(lái)說(shuō)，[α]和[β]的報(bào)告值的標(biāo)準(zhǔn)偏差約為實(shí)際值的10％。在表1中列出了平均值。在文獻(xiàn)數(shù)據(jù)不一致特別大的情況下，在我們自己的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了額外的測(cè)量?？蓧嚎s性的測(cè)量在含有硅油的壓力池和含有兩個(gè)應(yīng)變儀的樣品中進(jìn)行。考慮了壓力對(duì)應(yīng)變計(jì)影響的校正（36）。 改變的加工條件是保持壓力（[P.sub.h]），螺桿速度（V），熔融溫度（[T]）和模具壁溫度（[T.sub.w]）。保持時(shí)間（[t.sub.h]）和冷卻時(shí)間（[t.sub.c]）保持恒定。所有條件列于表2中。每個(gè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件均加下劃線。 結(jié)果 流路的影響 為了檢查沿流路的收縮均勻性，測(cè)量長(zhǎng)度和寬度的收縮率是PC，PS，PBT和HDPE與門(mén)的距離的函數(shù)。從圖中可以看出。如圖1所示，非晶材料PC和PS的收縮率沿流動(dòng)路徑低且不變。不能檢測(cè)到顯著的各向異性效應(yīng)。對(duì)于半結(jié)晶PBT，成型收縮率相當(dāng)大，并且在流路附近從門(mén)附近的2.5％變化到3％。在門(mén)附近，長(zhǎng)度收縮稍大于寬度收縮。對(duì)于HDPE，各向異性效應(yīng)大得多且沿著流路變化。在門(mén)附近，長(zhǎng)度收縮比寬度收縮大約1％，而在流動(dòng)結(jié)束時(shí)反之亦然。請(qǐng)注意，這與Thomas對(duì)PP（20）的觀察結(jié)果相似。 表1.本研究中使用的材料及其一些特性（在環(huán)境條件下）。 TI數(shù)據(jù)來(lái)自于GMold數(shù)據(jù)庫(kù)。 cx和p的值是文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的平均值（最重要的來(lái)源是27,3049。具有“*”的數(shù)據(jù)在我們的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量。 對(duì)于PBT-GWO，第一和第二值分別參考流量和橫向。 表2.實(shí)驗(yàn)中使用的成型條件。 下劃線值請(qǐng)參閱標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。 上市壓力和速度是機(jī)器設(shè)置。 要獲得螺絲頭前面的實(shí)際壓力[Bar]，必須乘以11.67。熔體前沿速度通過(guò)乘積乘以6.818獲得。 成型條件的影響。 在圖3，所有非晶材料的收縮率作為加工條件的函數(shù)作圖。符號(hào)是指測(cè)量的長(zhǎng)度（十字）和寬度（三角形）的縮小，而全部行表示計(jì)算的收縮率（將在下一節(jié)討論）?？梢宰龀鲆韵掠^察。首先，收縮率在0.4％和0.9％之間變化。第二個(gè)觀察結(jié)果是提高保持壓力和熔融溫度都會(huì)降低產(chǎn)品收縮率。注射速度和模具溫度對(duì)收縮影響不大。對(duì)于半結(jié)晶材料，情況略有不同?，F(xiàn)在包裝壓力似乎是對(duì)收縮影響最大的參數(shù)。所有其他參數(shù)沒(méi)有顯示明確的效果，正如其他研究報(bào)告（見(jiàn)上一節(jié)）。 玻璃纖維對(duì)收縮的影響 該效果在圖1中更詳細(xì)地示出。顯然，添加短玻璃纖維對(duì)長(zhǎng)度收縮（從約3％至0.2％收縮率的下降）具有顯著的影響。此外，對(duì)寬度收縮的影響是相當(dāng)大的（減少約0.7％）。接下來(lái)，我們看到保持壓力僅影響寬度收縮，而長(zhǎng)度收縮率不受保持壓力的影響。注射速度對(duì)寬度收縮影響很小，對(duì)纖維增強(qiáng)PBT的長(zhǎng)度收縮影響很小。 后成型收縮 收縮變化記錄在最少四十年的時(shí)間內(nèi)，從生產(chǎn)20分鐘開(kāi)始。時(shí)間的收縮變化（通常約0.01％/十倍）顯示在下表3中。在PBT和PBT-GF30的情況下，記錄重量，以確保在儲(chǔ)存期間不會(huì)吸收水分。 熱塑性模型的驗(yàn)證 收縮預(yù)測(cè)通過(guò)使用等式為了避免壓力計(jì)算中的誤差掩蓋了方程1的驗(yàn)證，我們決定使用測(cè)量的壓力分布來(lái)計(jì)算凝固壓力[P.sub.s]（Z）（來(lái)自P（t）和[z.sub.s]（t））。在這樣做的時(shí)候，一個(gè)隱含地考慮到包裝過(guò)程中質(zhì)量流量的影響。收縮計(jì)算的重點(diǎn)在于實(shí)際的腔體壓力。 通過(guò)數(shù)值求解包括對(duì)流和耗散效應(yīng)但忽略結(jié)晶效應(yīng)的二維熱問(wèn)題得到固化層生長(zhǎng)[z.sub.s]（t）。壁溫和熱參數(shù)被認(rèn)為是恒定的。熱參數(shù)列在表4中。對(duì)于所有實(shí)驗(yàn)，僅使用一個(gè)結(jié)晶度值，因?yàn)殚g隔平均結(jié)晶度與處理?xiàng)l件沒(méi)有太大變化（37）。 或者，固化層生長(zhǎng)可以從以下分析近似得到（38） 這里表示無(wú)量綱時(shí)間，是Biot數(shù)，無(wú)限在這里事實(shí)上，事實(shí)證明，使用公式5而不是數(shù)字獲得的層增長(zhǎng)導(dǎo)致計(jì)算的收縮率只有微小的變化。 計(jì)算的收縮的結(jié)果包括在圖1和2中。 3和4作為實(shí)線。事實(shí)證明，對(duì)于無(wú)定形材料，計(jì)算的收縮幾乎完全對(duì)應(yīng)于所有實(shí)驗(yàn)條件的測(cè)量收縮率數(shù)據(jù)。對(duì)于半結(jié)晶材料，對(duì)應(yīng)關(guān)系較差，而且收縮過(guò)度預(yù)測(cè)。此外，收縮預(yù)測(cè)不遵循隨著持續(xù)壓力和注射速度增加的實(shí)驗(yàn)觀察趨勢(shì)。 圖1。測(cè)量面內(nèi)收縮變化沿流道三材料。交叉和三角形分別是指長(zhǎng)度和寬度的收縮。 圖表二：測(cè)量的高密度聚乙烯沿流路的面內(nèi)收縮變化。橫向和三角形分別指長(zhǎng)度和寬度收縮率。 表3。在本研究中考慮的所有材料的標(biāo)準(zhǔn)條件的時(shí)間收縮率% / %。 表4。熱性能和結(jié)晶材料的參數(shù)。 1）FMM DSC分別是142和99 J / g 2）FMM密度測(cè)量。 對(duì)加工條件對(duì)收縮的影響 圖表三：在平面收縮作為一個(gè)函數(shù)處理參數(shù)為四的非晶材料。十字架和三角形指長(zhǎng)度和寬度分別繪制的線收縮，完全對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)根據(jù)圖1。 圖4：跟圖3一樣。但是現(xiàn)在對(duì)于的半結(jié)晶材料，全短虛線無(wú)符號(hào)指根據(jù)圖1長(zhǎng)度和寬度的收縮預(yù)測(cè)。 工藝條件對(duì)收縮率的影響 圖5：在未填充PBT（虛線）和30%玻璃纖維填充PBT（虛線內(nèi)襯）左平面收縮：包裝壓力的影響： 右：注射速度的影響。 討論 主要觀察結(jié)果是，這里考慮的簡(jiǎn)單熱彈性模型很好地預(yù)測(cè)了無(wú)定形材料的收縮。可以預(yù)測(cè)，隨著這些數(shù)據(jù)模具收縮率的事實(shí)清楚地證明，玻璃化轉(zhuǎn)變范圍中的最終松弛現(xiàn)象對(duì)最終的收縮沒(méi)有任何影響。因此，我們現(xiàn)在可以說(shuō)，對(duì)于無(wú)定形材料，模具收縮現(xiàn)象是很好理解的。 老化條件：23℃，50%濕度。對(duì)于半晶體材料，情況是不同的。雖然該理論旨在處理結(jié)晶相的收縮，但是這里所采用的方法顯然不能導(dǎo)致令人滿意的收縮預(yù)測(cè)。回想一下，由于使用實(shí)際的保持壓力來(lái)計(jì)算收縮，因此隱含地校正了通過(guò)結(jié)晶的額外質(zhì)量流量對(duì)收縮的可能影響。因此，必須找到不同的解釋。通過(guò)檢查收縮與壓力圖可以獲得一些洞察力。通過(guò)外推到零保壓，可以獲得在環(huán)境壓力下固化的板坯的收縮率的估計(jì)。通過(guò)與公式1進(jìn)行比較，顯然這應(yīng)該對(duì)應(yīng)于熱收縮和結(jié)晶術(shù)語(yǔ)。另一方面，收縮對(duì)壓力曲線的斜率與線性壓縮率成比例[β]。對(duì)于未填充的PBT，例如，熱收縮和結(jié)晶貢獻(xiàn)似乎預(yù)估的很正確，然而壓縮性可能太小。事實(shí)上，如果線性壓縮率將是十倍以上，則可以獲得對(duì)所有成型條件的極好適合性。 我們有理由相信，對(duì)于大多數(shù)使用結(jié)晶材料的實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)品并沒(méi)有保持固定在模具中，并在完全凝固之前開(kāi)始收縮。然而，在導(dǎo)致方程式1的推導(dǎo)中，產(chǎn)品被認(rèn)為保持固定。因此，預(yù)期受限產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該產(chǎn)生更接近預(yù)測(cè)的收縮結(jié)果?；蛘?，可以使用模內(nèi)收縮分析（1,22）來(lái)獲得更可靠的預(yù)測(cè)。 此外，對(duì)于纖維填充PBT，寬度收縮的壓力項(xiàng)被低估。對(duì)于長(zhǎng)度收縮，另一方面，測(cè)量的可壓縮性是正確的，但現(xiàn)在初始值被高估了。這個(gè)過(guò)高估計(jì)的最可能的原因是對(duì)于結(jié)晶術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)太大的價(jià)值，因?yàn)闊崾湛s要小得多并且比較好理解。實(shí)際上，沒(méi)有理由（剪切誘導(dǎo)）結(jié)晶不應(yīng)該引起各向異性收縮，就像其他膨脹項(xiàng)一樣。當(dāng)然這是三個(gè)獨(dú)立方向測(cè)量結(jié)晶收縮的實(shí)際問(wèn)題。另外一個(gè)并發(fā)癥是纖維最可能增強(qiáng)剪切誘導(dǎo)結(jié)晶（39）。 考慮到表3中的后成型收縮率，我們觀察到所有收縮率都相對(duì)較小。例如，聚碳酸酯樣品在生產(chǎn)后的第一天和100天后經(jīng)歷額外的收縮率僅為0.01％。聚碳酸酯和聚苯乙烯的數(shù)據(jù)與Greiner等人很好地對(duì)應(yīng)。（27）在室溫下報(bào)告與PC相比，PS的體積收縮率是三倍。 PBT-GF30的寬度收縮負(fù)數(shù)落在測(cè)量不確定度之內(nèi)。 HDPE長(zhǎng)度和寬度收縮之間的相當(dāng)大的差異最可能與重結(jié)晶效應(yīng)有關(guān)。 結(jié)論和未來(lái)的工作 注塑產(chǎn)品的收縮受保持壓力和熔體溫度的影響最大。這些參數(shù)的增加導(dǎo)致收縮減少。注射速度和模具溫度對(duì)收縮的影響要小得多，對(duì)于每種材料都是不同的。在這里使用簡(jiǎn)單的熱彈性模型來(lái)解釋測(cè)量結(jié)果被認(rèn)為可以為所有無(wú)定形材料提供高度可靠的預(yù)測(cè)，而沒(méi)有任何可調(diào)參數(shù)。對(duì)于半結(jié)晶材料，收縮率過(guò)度預(yù)測(cè)，這都?xì)w因于模內(nèi)收縮效應(yīng)。 致謝 作者承認(rèn)PTN的財(cái)務(wù)支持，陶氏化學(xué)公司和飛利浦Drachten善意地提供大部分材料。特別感謝Gerard Semmekrot，Ze Cunha，Kees Bos，Marco Freriksen和Hendrik de Vries，他們都為這個(gè)項(xiàng)目做出了貢獻(xiàn)。 Remko Akkerman和Krista Bouma分別對(duì)數(shù)值計(jì)算和DSC測(cè)量的幫助表示贊賞。 參考文獻(xiàn) 1. K. M. B. Jansen, G. Titomanlio and R. Pantani,In-Mold Shrinkage Measurements of PS Samples WithStrain Gauges," Intern Poolym,proc.,XII, 4 (1997). 2. D. Rosato and D. Rosato,Iyection Molding Handbook,2nd ed., p. 484, Chapman and Hall, London (1995). 3.A.MamatetaL,PolyrnErg..Sci,35,1511(1995). 4. H.Kumazawa, SPEANTEC Tech Papers,40,817 (1994). 5. M.F. Bain et aL, SPE ANTEC Tech Papers, 38,977(1992). 6. P.Delbarre et aL, SPEANTEC Tech Papers, 37,301(1991). 7. A.I.Isayev and T.Hariharan,Polyrn Eng. Sci., 25, 271(1985). 8. M.R Nagy, SPEANTECTech Papers,39,2155 (1993). 9. C.Liu and L.T. Manzione. Polyrn.Eng.Sci. 36.1(1996） 10. K. M. B. Jansen, G. Titomanlio, and R. Pantani, Polyrn Eng. Sci, 38,254 (1998). 11. V.Leo and C. H. Cuvelliez, Fblyrn Eng. Sd, 36, 1961 (1996). 12. C. A. Heiber et aL. SPEANIEC Tech Papers, 37, 259(1991） 13. L. P. Herbert et d, SPEANIEC Tech Papers, 37, 430（1991） 14. S. J. Ni and K. K. Wang, SPEANIEC Tech Papers, 39,612（1993） 15. A. G. Gennari, SPE AIWEC Tech Papers,39,3436（1993） 16. G Burke and D. Kazmer, SPE AhTECH Tech Papers.（1992） 17. R.M.Shay et aL, Proc. RETEC (Nov.1995). 18. H. Flies, Kunststofle, 84, 1710 (1994). 19. C.S.Lee and A. Dubin, SPE Tech Papers, 36,375（1990） 20. R. Thomas and N. McCa!Tery SPEAhTEC Tech Papers.35,371 (1989). 21. W. Busko and V. K. Stokes, SPE AI\ITEC Tech Papers,41, 484 (1995). 22. G. Titomanlio and K. M. B. Jansen, PoZyrn Erg. Sci.,36,2041 (1996). 23. K. M. B. Jansen. D. J. van Dijk. and M. J. A. Freriksen,"Shrinkage Anisotropy in Fiber reinforced InjectionMolded Products," Fblyrn Compos., in preparation. 24. T. W. Schmidt, PhD thesis, RWH Aachen. Germany(1987). 25. Annual Book of ASlM Standards, Designation D995-89.Vol. 8.01 (1989). 26. L. C. E. Struik, Internal Stresses, Dimenswnal StabiLitiesand Molecular Orientations in Plastics, p. 177, Wdey and Sons, Brisbane (1990). 27. R. Greiner and F. R. Schwarzl. Rheol. Acta, 23, 387(1984). 28. K. M. B. Jansen and G. Titomado. Polym. Eng. Sci.36, 2029 (1996). 29. W. Busko and V. K. Stokes, Pow Eng. Sci, 35, 351(1995). 30. C-Mold 4.0 data. 31.VDMA, Kenndaten fuer die Verarbeitung Thermoplastischer Kunststoffe: hermodynamik, Hanser Verlag,Munich (1986). 32. P.Zoller and Walsh, Standard Pressure-Volume-Temperature Datafor Polymers, Technomic Publishing Company,kincaster, Pa.(1995). 33. J. Brandrup and E. H. Immergut. PoZymer Handbook,Wiley and Sons, New York (1989). 34. E.Moore,ed.,Styrene Polymers, Wiley and Sons (1989). 35. H.Domininghaus, Die Kunststoffe und ihre EigenschJen VDI Verlag, Dfisseldorf, Germany (1992). 36. K.M.B.Jansen, Experin Mech, (in press). 37. H. W. J. de Vries, Master's thesis (1996). 38. K. M. B. Jansen, Int. J. Heat Mass Thnsf@, 38. 309 39. B.Monasse,J.Mater.Sci,27,6047 （1992） 1997年2月5日收到 七月修訂1997 16 大連交通大學(xué)2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯 加工條件對(duì)注射成型收縮的影響 K. M. B.揚(yáng)森，D.范戴克，M. H.HUSSELMAN 特文特大學(xué) 機(jī)械工程系 恩斯赫德，荷蘭 對(duì)7種常見(jiàn)的熱塑性聚合物進(jìn)行了加工條件對(duì)模具收縮的影響的系統(tǒng)研究。然后得之，壓力是關(guān)鍵參數(shù)。熔體溫度的影響并不是那么重要。注射的速度和模具的溫度對(duì)于所有聚合物都沒(méi)有顯示出一般趨勢(shì)。這已經(jīng)表明，至少對(duì)于無(wú)定形聚合物，簡(jiǎn)單的熱彈性模型可以描述所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于半結(jié)晶材料，該模型過(guò)度預(yù)測(cè)了收縮。 引言 本文的目的首先是介紹加工條件對(duì)成型產(chǎn)品尺寸影響的系統(tǒng)研究結(jié)果。 第二個(gè)目標(biāo)是表明出所有的收縮數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單方程完美的表述了收縮與局部壓力的歷史相關(guān)聯(lián)。 該研究使用七種普通樹(shù)脂，即PS，ABS，HIPS，PC，PBT，PBT-GF30和HDPE，并且系統(tǒng)地改變保持壓力、注射速度、模具溫度和熔體溫度。 一般來(lái)說(shuō)，我們可以看出注射成型中的三種收縮方式：模內(nèi)收縮（在極端情況下可能出現(xiàn)的加工過(guò)程中的收縮），模制收縮（剛開(kāi)模后的收縮率，有時(shí)稱(chēng)為“模具收縮率” ）和收縮后（作為物理老化、再結(jié)晶等存儲(chǔ)期間的時(shí)間效應(yīng)）。 在這里，我們將重點(diǎn)放在成型收縮，簡(jiǎn)而言之，關(guān)于收縮后效應(yīng)，模內(nèi)收縮在其他地方詳細(xì)討論（1）。 在過(guò)去的表格或圖中（2）用于校正模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的產(chǎn)品收縮。然而，隨著對(duì)產(chǎn)品公差的要求越來(lái)越高，需要更多的準(zhǔn)確信息。 最近的實(shí)驗(yàn)研究表明，注塑產(chǎn)品的成型收縮受加工參數(shù)以及模具幾何影響（3-24）。所有研究得出結(jié)論，壓力是影響收縮的最重要參數(shù)。 較高的保壓壓力設(shè)置可以減少所有方向的部件收縮。 第二個(gè)最重要的參數(shù)是注射溫度（3-7）。 通?？梢钥吹皆黾幼⑸錅囟纫詼p少收縮（因?yàn)楦玫膲毫鬟f）。 一些作者報(bào)道，隨著模具溫度的增加，收縮率增加（3,4,6,8），而另外一些則得出不同的結(jié)論（5,9）。 增加保持時(shí)間總是減少收縮，直到在澆口凍結(jié)時(shí)間（3，4，10，11）發(fā)生平衡。 在大多數(shù)研究中，考慮了矩形板或拉伸筋。 例外是中心澆口圓盤(pán)模具（12,13），箱模具（14）和帶有孔（15,16）的平板。 在少數(shù)情況下，幾何被認(rèn)為是一個(gè)變量（17-19）。 幾何可能會(huì)以?xún)煞N方式影響收縮。 首先，幾何形狀可能會(huì)影響流動(dòng)，從而導(dǎo)致收縮各向異性的取向效應(yīng)（無(wú)論是孿晶相，結(jié)晶相還是填料顆粒）。 第二，幾何約束（肋，凸起等）影響收縮邊界條件。 這些影響在別的地方討論（1,10,13,17,18,20-22）。 沿流路的收縮變化通常與局部腔壓力直接相關(guān)（3,11,17,18,20）。對(duì)于半結(jié)晶PP（3,20）和PA（17,20），其長(zhǎng)度和寬度收縮變化不同。在大多數(shù)情況下，寬度收縮率略大于長(zhǎng)度收縮率，唯一的例外是托馬斯對(duì)PP（20）的測(cè)量，其中靠近門(mén)長(zhǎng)收縮率大于寬度收縮率，并且遠(yuǎn)離門(mén)極，反之亦然。 Shay等（17）報(bào)道，對(duì)于無(wú)定形聚碳酸酯，可以檢測(cè)長(zhǎng)度和寬度收縮率之間的差異。對(duì)于填充纖維的樹(shù)脂，總是報(bào)告流動(dòng)方向上的收縮與寬度方向（寬度）之間的大的差別（例如，6,18,19,23）。典型的長(zhǎng)度收縮值總是接近0.2％，而橫向收縮率接近未填充樹(shù)脂的收縮率。與平面內(nèi)收縮相反，在文獻(xiàn)中令人驚訝的是在厚度收縮測(cè)量之間沒(méi)有一致。對(duì)于類(lèi)似的成型條件，一些作者報(bào)告了與平面內(nèi)收縮相同數(shù)量級(jí)的厚度收縮率（20），而另外一些則提到厚度收縮率比長(zhǎng)度和寬度收縮率大（而且在某些情況下相反） 10-12,19,24）。這些觀察結(jié)果的可能解釋是壓縮聚合物的彈性膨脹是由于腔體壓力（9,10,22），填料（10,11,22,24）中的模具的彈性變形，在高壓力下閃爍（12），較厚的條（19）中形成的空隙或厚度方向（6）上的更大的熱梯度。實(shí)際上，厚度收縮最可能由前三種效應(yīng)的組合決定。 在大多數(shù)研究中，生產(chǎn)后24和48小時(shí)之間測(cè)量收縮（25）。然而，眾所周知，由于物理老化或重結(jié)晶作用，收縮期間（緩慢地）收縮（5,8,26,27）。由于這些是自我延遲的過(guò)程，收縮必須與時(shí)間的對(duì)數(shù)成正比（26）。 作為處理影響收縮的參數(shù)的第一個(gè)嘗試，采用統(tǒng)計(jì)分析方法根據(jù)有限數(shù)量的實(shí)驗(yàn)的收縮數(shù)據(jù)構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)擬合函數(shù)（3,5,8,20）。很明顯，通過(guò)這種方法，預(yù)測(cè)僅限于具體的測(cè)試幾何和測(cè)試窗口。此外，這種“模型”沒(méi)有任何物理意義，難以用于解釋。 嘗試了解注射成型收縮的一個(gè)更好的方法是將模具視為封閉空間，設(shè)置材料平衡，并計(jì)算模具中積聚的質(zhì)量。然后從pvT圖（7,12,24）得到體積收縮率。一般來(lái)說(shuō)，這些模型使用Tait樣方程與計(jì)算的溫度和壓力歷史相結(jié)合，以獲得最終體積產(chǎn)品收縮率。該方法的缺點(diǎn)是在流動(dòng)，橫向和厚度方向的收縮之間不能區(qū)分。然而，實(shí)際上，眾所周知，厚度收縮率可以比面內(nèi)收縮大5至10倍，并且由于填料或結(jié)晶效應(yīng)，流動(dòng)和橫向收縮可能不同。商業(yè)代碼如MoldFlow和C-Mold從熱應(yīng)力分布計(jì)算后處理步驟中的收縮。他們可能忽略壓力引起的應(yīng)力，因此也是下一節(jié)中概述的凝固壓力項(xiàng)。這可能是預(yù)測(cè)和測(cè)量的收縮之間經(jīng)常令人驚訝的大的差異的可能原因（例如，12,14,15,17）。 最近提出了三種收縮模型。 Jansen和Titomanlio（22,28）提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的熱彈性模型，考慮了壓力效應(yīng)和泊松膨脹對(duì)厚度收縮的影響，但忽略了粘彈性效應(yīng)。其平面內(nèi)收縮的最終方程與Kumazawa（4）提出的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖嗨?。收縮預(yù)測(cè)的完整粘彈性理論由Bushko和Stokes（21,29）給出，然而本文討論了熱彈性模型。 理論 在熱彈性模型中探索的想法是，在凝固過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生松弛和蠕變，并且一旦溫度降到凝固溫度以下，應(yīng)力開(kāi)始積聚。在凝固期間被抑制收縮的產(chǎn)品將由于熱和結(jié)晶收縮而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。此外，應(yīng)考慮壓力影響。在壓力下固化的層相對(duì)于大氣條件被壓縮。如果噴射后自由膨脹，則會(huì)在凝固過(guò)程中與壓力成比例地膨脹（表示為[P.sub.s]）。由于所有層都在不同的壓力下固化，所以產(chǎn)品與間隙平均凝固壓力成比例膨脹，[數(shù)學(xué)表達(dá)式省略]。這種效應(yīng)可能平衡甚至超過(guò)熱和結(jié)晶效應(yīng)。分別表示為[S.sub.x]，[S.sub.y]和[S.sub.z]的局部平面內(nèi)和厚度收縮，可以表示為（22,28） 和 這里[α]和[β]代表線性膨脹和壓縮性，凝固溫度[T.sub.s]（[T.sub.g]或[T.sub.m]），[忽略了數(shù)學(xué)表達(dá)式]和[C.sub.cr] =（[[S]] - [[R]]] / 3 []]]的最大值結(jié)晶收縮。方程式清楚地顯示了平均局部壓力平衡對(duì)熱和結(jié)晶收縮的膨脹效應(yīng)。注意，等式2中的第二項(xiàng)在每個(gè)層的凝固時(shí)刻（表示為[t.sub.sz]）和噴射時(shí)刻[t]之間進(jìn)行評(píng)估。因此，厚度收縮方程式包含與剛剛排出前的壓力成比例的項(xiàng)，并考慮到由于非壓力造成的材料膨脹。式2中的最后一項(xiàng)是模具變形項(xiàng)由剛度常數(shù)和閘門(mén)凍結(jié)壓力組成[22]。如果模量顯示出比厚度更強(qiáng)的變化，那么方程變得稍微復(fù)雜一些（23）。 實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)在具有標(biāo)稱(chēng)尺寸為120×300×2.4mm的膜門(mén)式矩形腔的175噸Engel注塑機(jī)上進(jìn)行。模具配有三個(gè)壓力傳感器，分別為14mm（P1），150mm（P2）和286mm（P3），9個(gè)熱電偶。使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄所有壓力，溫度和螺桿速度數(shù)據(jù)。在兩個(gè)半模之一上刻有覆蓋整個(gè)產(chǎn)品的10 mm寬的格柵。線厚度為約5 [μm]。用斯特拉斯曼移動(dòng)顯微鏡仔細(xì)測(cè)量所有網(wǎng)格點(diǎn)之間的距離，并作為參考。然后獲得實(shí)驗(yàn)收縮 單個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量之間的散射證明為大約15 [μm]。因此，30至50mm的參考距離將導(dǎo)致小于0.05％的收縮誤差，這被認(rèn)為是我們目的可接受的。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量程序包括以傳感器P2（產(chǎn)品的中間）為中心的四個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的坐標(biāo)和相隔50毫米的坐標(biāo)。使用這些數(shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)長(zhǎng)度和兩個(gè)寬度收縮值。對(duì)每個(gè)成型條件的3至5個(gè)產(chǎn)品重復(fù)該過(guò)程。最后，所有的收縮率平均得到每個(gè)成型條件的單一長(zhǎng)度和寬度收縮值。所有產(chǎn)品儲(chǔ)存在23℃，50％RH的空調(diào)房間中，并在生產(chǎn)后兩天測(cè)量。對(duì)于一些產(chǎn)品，以增加的時(shí)間間隔重復(fù)測(cè)量以評(píng)估時(shí)間的收縮變化。 所使用的材料是四種無(wú)定形樹(shù)脂（PC，PS，ABS和HIPS）和兩種半結(jié)晶材料（PBT和HDPE），其中PBT也可用于30％玻璃填充級(jí)。材料列于表1中。在獲得可靠的熱膨脹系數(shù)和壓縮性系數(shù)的數(shù)據(jù)中，注意獲得可靠的[表1的表格數(shù)據(jù)]，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)顯然是該模型的關(guān)鍵參數(shù)以上。各種數(shù)據(jù)源之間的協(xié)議往往很差。事實(shí)證明，對(duì)于大多數(shù)材料來(lái)說(shuō)，[α]和[β]的報(bào)告值的標(biāo)準(zhǔn)偏差約為實(shí)際值的10％。在表1中列出了平均值。在文獻(xiàn)數(shù)據(jù)不一致特別大的情況下，在我們自己的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了額外的測(cè)量。可壓縮性的測(cè)量在含有硅油的壓力池和含有兩個(gè)應(yīng)變儀的樣品中進(jìn)行?？紤]了壓力對(duì)應(yīng)變計(jì)影響的校正（36）。 改變的加工條件是保持壓力（[P.sub.h]），螺桿速度（V），熔融溫度（[T]）和模具壁溫度（[T.sub.w]）。保持時(shí)間（[t.sub.h]）和冷卻時(shí)間（[t.sub.c]）保持恒定。所有條件列于表2中。每個(gè)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件均加下劃線。 結(jié)果 流路的影響 為了檢查沿流路的收縮均勻性，測(cè)量長(zhǎng)度和寬度的收縮率是PC，PS，PBT和HDPE與門(mén)的距離的函數(shù)。從圖中可以看出。如圖1所示，非晶材料PC和PS的收縮率沿流動(dòng)路徑低且不變。不能檢測(cè)到顯著的各向異性效應(yīng)。對(duì)于半結(jié)晶PBT，成型收縮率相當(dāng)大，并且在流路附近從門(mén)附近的2.5％變化到3％。在門(mén)附近，長(zhǎng)度收縮稍大于寬度收縮。對(duì)于HDPE，各向異性效應(yīng)大得多且沿著流路變化。在門(mén)附近，長(zhǎng)度收縮比寬度收縮大約1％，而在流動(dòng)結(jié)束時(shí)反之亦然。請(qǐng)注意，這與Thomas對(duì)PP（20）的觀察結(jié)果相似。 表1.本研究中使用的材料及其一些特性（在環(huán)境條件下）。 TI數(shù)據(jù)來(lái)自于GMold數(shù)據(jù)庫(kù)。 cx和p的值是文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的平均值（最重要的來(lái)源是27,3049。具有“*”的數(shù)據(jù)在我們的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量。 對(duì)于PBT-GWO，第一和第二值分別參考流量和橫向。 表2.實(shí)驗(yàn)中使用的成型條件。 下劃線值請(qǐng)參閱標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。 上市壓力和速度是機(jī)器設(shè)置。 要獲得螺絲頭前面的實(shí)際壓力[Bar]，必須乘以11.67。熔體前沿速度通過(guò)乘積乘以6.818獲得。 成型條件的影響。 在圖3，所有非晶材料的收縮率作為加工條件的函數(shù)作圖。符號(hào)是指測(cè)量的長(zhǎng)度（十字）和寬度（三角形）的縮小，而全部行表示計(jì)算的收縮率（將在下一節(jié)討論）?？梢宰龀鲆韵掠^察。首先，收縮率在0.4％和0.9％之間變化。第二個(gè)觀察結(jié)果是提高保持壓力和熔融溫度都會(huì)降低產(chǎn)品收縮率。注射速度和模具溫度對(duì)收縮影響不大。對(duì)于半結(jié)晶材料，情況略有不同?，F(xiàn)在包裝壓力似乎是對(duì)收縮影響最大的參數(shù)。所有其他參數(shù)沒(méi)有顯示明確的效果，正如其他研究報(bào)告（見(jiàn)上一節(jié)）。 玻璃纖維對(duì)收縮的影響 該效果在圖1中更詳細(xì)地示出。顯然，添加短玻璃纖維對(duì)長(zhǎng)度收縮（從約3％至0.2％收縮率的下降）具有顯著的影響。此外，對(duì)寬度收縮的影響是相當(dāng)大的（減少約0.7％）。接下來(lái)，我們看到保持壓力僅影響寬度收縮，而長(zhǎng)度收縮率不受保持壓力的影響。注射速度對(duì)寬度收縮影響很小，對(duì)纖維增強(qiáng)PBT的長(zhǎng)度收縮影響很小。 后成型收縮 收縮變化記錄在最少四十年的時(shí)間內(nèi)，從生產(chǎn)20分鐘開(kāi)始。時(shí)間的收縮變化（通常約0.01％/十倍）顯示在下表3中。在PBT和PBT-GF30的情況下，記錄重量，以確保在儲(chǔ)存期間不會(huì)吸收水分。 熱塑性模型的驗(yàn)證 收縮預(yù)測(cè)通過(guò)使用等式為了避免壓力計(jì)算中的誤差掩蓋了方程1的驗(yàn)證，我們決定使用測(cè)量的壓力分布來(lái)計(jì)算凝固壓力[P.sub.s]（Z）（來(lái)自P（t）和[z.sub.s]（t））。在這樣做的時(shí)候，一個(gè)隱含地考慮到包裝過(guò)程中質(zhì)量流量的影響。收縮計(jì)算的重點(diǎn)在于實(shí)際的腔體壓力。 通過(guò)數(shù)值求解包括對(duì)流和耗散效應(yīng)但忽略結(jié)晶效應(yīng)的二維熱問(wèn)題得到固化層生長(zhǎng)[z.sub.s]（t）。壁溫和熱參數(shù)被認(rèn)為是恒定的。熱參數(shù)列在表4中。對(duì)于所有實(shí)驗(yàn)，僅使用一個(gè)結(jié)晶度值，因?yàn)殚g隔平均結(jié)晶度與處理?xiàng)l件沒(méi)有太大變化（37）。 或者，固化層生長(zhǎng)可以從以下分析近似得到（38） 這里表示無(wú)量綱時(shí)間，是Biot數(shù)，無(wú)限在這里事實(shí)上，事實(shí)證明，使用公式5而不是數(shù)字獲得的層增長(zhǎng)導(dǎo)致計(jì)算的收縮率只有微小的變化。 計(jì)算的收縮的結(jié)果包括在圖1和2中。 3和4作為實(shí)線。事實(shí)證明，對(duì)于無(wú)定形材料，計(jì)算的收縮幾乎完全對(duì)應(yīng)于所有實(shí)驗(yàn)條件的測(cè)量收縮率數(shù)據(jù)。對(duì)于半結(jié)晶材料，對(duì)應(yīng)關(guān)系較差，而且收縮過(guò)度預(yù)測(cè)。此外，收縮預(yù)測(cè)不遵循隨著持續(xù)壓力和注射速度增加的實(shí)驗(yàn)觀察趨勢(shì)。 討論 主要觀察結(jié)果是，這里考慮的簡(jiǎn)單熱彈性模型很好地預(yù)測(cè)了無(wú)定形材料的收縮?？梢灶A(yù)測(cè)，隨著這些數(shù)據(jù)模具收縮率的事實(shí)清楚地證明，玻璃化轉(zhuǎn)變范圍中的最終松弛現(xiàn)象對(duì)最終的收縮沒(méi)有任何影響。因此，我們現(xiàn)在可以說(shuō)，對(duì)于無(wú)定形材料，模具收縮現(xiàn)象是很好理解的。 圖1。測(cè)量面內(nèi)收縮變化沿流道三材料。交叉和三角形分別是指長(zhǎng)度和寬度的收縮。 圖表二：測(cè)量的高密度聚乙烯沿流路的面內(nèi)收縮變化。橫向和三角形分別指長(zhǎng)度和寬度收縮率。 表3。在本研究中考慮的所有材料的標(biāo)準(zhǔn)條件的時(shí)間收縮率% / %。 表4。熱性能和結(jié)晶材料的參數(shù)。 1）FMM DSC分別是142和99 J / g 2）FMM密度測(cè)量。 對(duì)加工條件對(duì)收縮的影響 圖表三：在平面收縮作為一個(gè)函數(shù)處理參數(shù)為四的非晶材料。十字架和三角形指長(zhǎng)度和寬度分別繪制的線收縮，完全對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)根據(jù)圖1。 圖4：跟圖3一樣。但是現(xiàn)在對(duì)于的半結(jié)晶材料，全短虛線無(wú)符號(hào)指根據(jù)圖1長(zhǎng)度和寬度的收縮預(yù)測(cè)。 工藝條件對(duì)收縮率的影響 圖5：在未填充PBT（虛線）和30%玻璃纖維填充PBT（虛線內(nèi)襯）左平面收縮：包裝壓力的影響： 右：注射速度的影響。 老化條件：23℃，50%濕度。對(duì)于半晶體材料，情況是不同的。雖然該理論旨在處理結(jié)晶相的收縮，但是這里所采用的方法顯然不能導(dǎo)致令人滿意的收縮預(yù)測(cè)?；叵胍幌拢捎谑褂脤?shí)際的保持壓力來(lái)計(jì)算收縮，因此隱含地校正了通過(guò)結(jié)晶的額外質(zhì)量流量對(duì)收縮的可能影響。因此，必須找到不同的解釋。通過(guò)檢查收縮與壓力圖可以獲得一些洞察力。通過(guò)外推到零保壓，可以獲得在環(huán)境壓力下固化的板坯的收縮率的估計(jì)。通過(guò)與公式1進(jìn)行比較，顯然這應(yīng)該對(duì)應(yīng)于熱收縮和結(jié)晶術(shù)語(yǔ)。另一方面，收縮對(duì)壓力曲線的斜率與線性壓縮率成比例[β]。對(duì)于未填充的PBT，例如，熱收縮和結(jié)晶貢獻(xiàn)似乎預(yù)估的很正確，然而壓縮性可能太小。事實(shí)上，如果線性壓縮率將是十倍以上，則可以獲得對(duì)所有成型條件的極好適合性。 我們有理由相信，對(duì)于大多數(shù)使用結(jié)晶材料的實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)品并沒(méi)有保持固定在模具中，并在完全凝固之前開(kāi)始收縮。然而，在導(dǎo)致方程式1的推導(dǎo)中，產(chǎn)品被認(rèn)為保持固定。因此，預(yù)期受限產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該產(chǎn)生更接近預(yù)測(cè)的收縮結(jié)果?；蛘撸梢允褂媚?nèi)收縮分析（1,22）來(lái)獲得更可靠的預(yù)測(cè)。 此外，對(duì)于纖維填充PBT，寬度收縮的壓力項(xiàng)被低估。對(duì)于長(zhǎng)度收縮，另一方面，測(cè)量的可壓縮性是正確的，但現(xiàn)在初始值被高估了。這個(gè)過(guò)高估計(jì)的最可能的原因是對(duì)于結(jié)晶術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)太大的價(jià)值，因?yàn)闊崾湛s要小得多并且比較好理解。實(shí)際上，沒(méi)有理由（剪切誘導(dǎo)）結(jié)晶不應(yīng)該引起各向異性收縮，就像其他膨脹項(xiàng)一樣。當(dāng)然這是三個(gè)獨(dú)立方向測(cè)量結(jié)晶收縮的實(shí)際問(wèn)題。另外一個(gè)并發(fā)癥是纖維最可能增強(qiáng)剪切誘導(dǎo)結(jié)晶（39）。 考慮到表3中的后成型收縮率，我們觀察到所有收縮率都相對(duì)較小。例如，聚碳酸酯樣品在生產(chǎn)后的第一天和100天后經(jīng)歷額外的收縮率僅為0.01％。聚碳酸酯和聚苯乙烯的數(shù)據(jù)與Greiner等人很好地對(duì)應(yīng)。（27）在室溫下報(bào)告與PC相比，PS的體積收縮率是三倍。 PBT-GF30的寬度收縮負(fù)數(shù)落在測(cè)量不確定度之內(nèi)。 HDPE長(zhǎng)度和寬度收縮之間的相當(dāng)大的差異最可能與重結(jié)晶效應(yīng)有關(guān)。 結(jié)論和未來(lái)的工作 注塑產(chǎn)品的收縮受保持壓力和熔體溫度的影響最大。這些參數(shù)的增加導(dǎo)致收縮減少。注射速度和模具溫度對(duì)收縮的影響要小得多，對(duì)于每種材料都是不同的。在這里使用簡(jiǎn)單的熱彈性模型來(lái)解釋測(cè)量結(jié)果被認(rèn)為可以為所有無(wú)定形材料提供高度可靠的預(yù)測(cè)，而沒(méi)有任何可調(diào)參數(shù)。對(duì)于半結(jié)晶材料，收縮率過(guò)度預(yù)測(cè)，這都?xì)w因于模內(nèi)收縮效應(yīng)。 致謝 作者承認(rèn)PTN的財(cái)務(wù)支持，陶氏化學(xué)公司和飛利浦Drachten善意地提供大部分材料。特別感謝Gerard Semmekrot，Ze Cunha，Kees Bos，Marco Freriksen和Hendrik de Vries，他們都為這個(gè)項(xiàng)目做出了貢獻(xiàn)。 Remko Akkerman和Krista Bouma分別對(duì)數(shù)值計(jì)算和DSC測(cè)量的幫助表示贊賞。 參考文獻(xiàn) 1. K. M. B. Jansen, G. Titomanlio and R. Pantani,In-Mold Shrinkage Measurements of PS Samples WithStrain Gauges," Intern Poolym,proc.,XII, 4 (1997). 2. D. Rosato and D. Rosato,Iyection Molding Handbook,2nd ed., p. 484, Chapman and Hall, London (1995). 3.A.MamatetaL,PolyrnErg..Sci,35,1511(1995). 4. H.Kumazawa, SPEANTEC Tech Papers,40,817 (1994). 5. M.F. Bain et aL, SPE ANTEC Tech Papers, 38,977(1992). 6. P.Delbarre et aL, SPEANTEC Tech Papers, 37,301(1991). 7. A.I.Isayev and T.Hariharan,Polyrn Eng. Sci., 25, 271(1985). 8. M.R Nagy, SPEANTECTech Papers,39,2155 (1993). 9. C.Liu and L.T. Manzione. Polyrn.Eng.Sci. 36.1(1996） 10. K. M. B. Jansen, G. Titomanlio, and R. Pantani, Polyrn Eng. Sci, 38,254 (1998). 11. V.Leo and C. H. Cuvelliez, Fblyrn Eng. Sd, 36, 1961 (1996). 12. C. A. Heiber et aL. SPEANIEC Tech Papers, 37, 259(1991） 13. L. P. Herbert et d, SPEANIEC Tech Papers, 37, 430（1991） 14. S. J. Ni and K. K. Wang, SPEANIEC Tech Papers, 39,612（1993） 15. A. G. Gennari, SPE AIWEC Tech Papers,39,3436（1993） 16. G Burke and D. Kazmer, SPE AhTECH Tech Papers.（1992） 17. R.M.Shay et aL, Proc. RETEC (Nov.1995). 18. H. Flies, Kunststofle, 84, 1710 (1994). 19. C.S.Lee and A. Dubin, SPE Tech Papers, 36,375（1990） 20. R. Thomas and N. McCa!Tery SPEAhTEC Tech Papers.35,371 (1989). 21. W. Busko and V. K. Stokes, SPE AI\ITEC Tech Papers,41, 484 (1995). 22. G. Titomanlio and K. M. B. Jansen, PoZyrn Erg. Sci.,36,2041 (1996). 23. K. M. B. Jansen. D. J. van Dijk. and M. J. A. Freriksen,"Shrinkage Anisotropy in Fiber reinforced InjectionMolded Products," Fblyrn Compos., in preparation. 24. T. W. Schmidt, PhD thesis, RWH Aachen. Germany(1987). 25. Annual Book of ASlM Standards, Designation D995-89.Vol. 8.01 (1989). 26. L. C. E. Struik, Internal Stresses, Dimenswnal StabiLitiesand Molecular Orientations in Plastics, p. 177, Wdey and Sons, Brisbane (1990). 27. R. Greiner and F. R. Schwarzl. Rheol. Acta, 23, 387(1984). 28. K. M. B. Jansen and G. Titomado. Polym. Eng. Sci.36, 2029 (1996). 29. W. Busko and V. K. Stokes, Pow Eng. Sci, 35, 351(1995). 30. C-Mold 4.0 data. 31.VDMA, Kenndaten fuer die Verarbeitung Thermoplastischer Kunststoffe: hermodynamik, Hanser Verlag,Munich (1986). 32. P.Zoller and Walsh, Standard Pressure-Volume-Temperature Datafor Polymers, Technomic Publishing Company,kincaster, Pa.(1995). 33. J. Brandrup and E. H. Immergut. PoZymer Handbook,Wiley and Sons, New York (1989). 34. E.Moore,ed.,Styrene Polymers, Wiley and Sons (1989). 35. H.Domininghaus, Die Kunststoffe und ihre EigenschJen VDI Verlag, Dfisseldorf, Germany (1992). 36. K.M.B.Jansen, Experin Mech, (in press). 37. H. W. J. de Vries, Master's thesis (1996). 38. K. M. B. Jansen, Int. J. Heat Mass Thnsf@, 38. 309 39. B.Monasse,J.Mater.Sci,27,6047 （1992） 1997年2月5日收到 七月修訂1997