Что такое скорость сдвига при литье под давлением?

Скорость сдвига - одно из самых важных понятий, которые необходимо понимать при литье под давлением. Как производитель литья пластмасс под давлениемСегодня мы расскажем о том, что оптимизация скорости сдвига имеет решающее значение для производства высококачественных деталей и защиты пресс-форм.

Что такое скорость сдвига при литье под давлением?

Проще говоря, Скорость сдвига измеряет изменение скорости между слоями расплавленного пластика, протекающего через вашу форму. Он показывает, насколько быстро материал "срезается" в процессе течения.

Скорость сдвига максимальна у стенок полости формы, где пластик движется медленнее всего. К центру потока скорость сдвига падает до нуля, поскольку внутренние слои движутся с одинаковой скоростью.

Контроль скорости сдвига очень важен, поскольку ее превышение может привести к разрушению полимера, появлению дефектов и ухудшению эксплуатационных характеристик.. Каждый смола имеет оптимальное технологическое окно для скорости сдвига. Слишком высокая - приведет к проблемам, слишком низкая - сделает процесс неэффективным.

Почему понимание скорости сдвига имеет значение

Давайте рассмотрим несколько причин, по которым стоит изучать скорость сдвига:

Улучшение качества деталей

Чрезмерная скорость сдвига приводит к выделению тепла за счет вязкой диссипации, повышая температуру расплава. Эти скачки температуры во фронте потока создают дисбаланс, негативно влияя на размеры, внешний вид и механические свойства.

Правильная скорость сдвига обеспечивает стабильные и равномерные условия расплава для получения высококачественных деталей.

Защитить плесени

В дополнение к дефектам деталей, чрезмерный сдвиг может буквально разрушить такие детали, как затворы, штифты и полости, в результате эрозионного износа. Дорогостоящий ремонт или замена плесени могут быстро свести на нет вашу прибыль.

Использование соответствующих скоростей сдвига продлевает срок службы инструмента, чтобы вы могли продолжать производство деталей.

Оптимизация использования материалов

Для каждой смолы существует окно скорости сдвига, в котором сбалансированы качество и эффективность. Операции, выходящие за пределы этого "окна", приводят к напрасной трате материалов и времени.

Настройка скорости сдвига в соответствии с полимерным окном снижает количество брака и обеспечивает экономичность процесса.

Стандартизация процессов

Документирование оптимальной скорости сдвига дает техникам цель обработки и помогает уменьшить отклонения от нормы. Новые пресс-формы могут быть разработаны с учетом ограничений по скорости сдвига.

Повторный успех зависит от четко определенных, стандартизированных процедур - скорость сдвига является ключевым элементом этой головоломки.

Как рассчитать скорость сдвига

Теперь, когда вы знаете, почему скорость сдвига имеет значение, давайте посмотрим, как она рассчитывается.

Существует несколько уравнений, которые мы будем рассматривать в зависимости от таких факторов, как:

• Геометрия каналов - круглые, прямоугольные, кольцевые
• Тип смолы - ньютоновская, неньютоновская
• Сложность анализа - базовые приближения или продвинутое моделирование

Мы остановимся на двух простых формулах, подходящих для большинства целей.

Формула скорости сдвига для круглых каналов

Для простых круглых сечений, таких как наконечники сопел, патрубки и формы с прямым затвором, общее уравнение скорости сдвига имеет вид:

g = (4 x Q) / (π x R3 x n)

Где:

• g = Скорость сдвига (1/с)
• Q = объемная скорость потока (м3/с)
• R = Радиус канала (м)
• n = индекс закона мощности

Давайте быстро разберемся, что к чему:

• Объемный расход - это количество пластика, протекающего в секунду, рассчитанное на основе размера дроби и времени заполнения.
• Радиус зависит от размеров вашей оснастки
• Индекс закона мощности определяет, как изменяется вязкость пластика в зависимости от скорости сдвига

Таким образом, скорость сдвига зависит от того, насколько быстро материал проходит через данный круговой канал.

Формула для прямоугольных каналов

В случае некруглых секций, таких как пленочные ворота, щелевые ворота, ворота с бортиком, лучше использовать прямоугольный вариант:

g = (6 x Q) / (H x W x n)

Где:

• H = высота ворот или канала
• W = ширина затвора или канала

Переменные здесь работают так же, как и в уравнении для круглого канала. Эта адаптация просто лучше подходит к геометрии.

Пример из реальной жизни

Давайте посмотрим, как мы будем использовать эти формулы...

Для полипропиленовой детали с:

• Вес дроби 30 грамм
• Время заполнения 0,8 секунды
• Прямой литник диаметром 3 мм
• Индекс закона мощности 0,3

Объемный расход составит 30 грамм / 0,8 секунды = 37,5 см3/с

Подставляя это в наше уравнение скорости сдвига в круглом канале, получаем:

g = (4 x 37,5 см3/с) / (π x (0,3 см)3 x 0,3)

= 10,753 1/s

Таким образом, наш процесс создает скорость сдвига 10 753 1/с. Мы сравним это значение с рекомендациями по скорости сдвига от поставщика смолы, чтобы убедиться, что оно находится в рекомендуемом диапазоне.

Вынос

Вычисление и контроль скорости сдвига дает формовщикам невероятные преимущества в плане качества, эффективности и стандартизации.

Несмотря на простоту концепции, оптимизация скорости сдвига требует знания и анализа материала. Сотрудничество с поставщиком смолы для определения характеристик новых полимеров - лучший способ определить идеальные рекомендации по переработке.

После определения предельных значений скорости сдвига для конкретной рецептуры становится гораздо проще разработать надежные процессы литья под давлением.