Сайт И.А. Барвинского
 

    Перейти в раздел:    
Все публикации

Предыдущая страница:
Глобальные изменения рынка компьютерного анализа

Следующая страница:
Спаи

  

Проблемы литья под давлением изделий из ПМ: неустойчивое заполнение формы

Барвинский И. А., Барвинская И. Е.

Полимерные материалы. 2009. № 8. С. 14-21.

     Нарушение устойчивого течения расплава при заполнении им оформляющей полости литьевой формы оказывает негативное влияние на внешний вид и эксплуатационные характеристики литьевых изделий из термопластичных полимерных материалов (в дальнейшем – ПМ). Последствиями неустойчивого заполнения являются различимая визуально неоднородность поверхности изделия с границами раздела между частями потока и другими дефектами, а также неоднородность его структуры. Возникновение неустойчивости течения обусловлено особенностями реологического поведения ПМ, конструкцией изделия и литниковой системы, а также технологическим режимом литья. Известно много видов неустойчивого течения полимерных расплавов, однако в настоящее время только некоторые из них связывают с проблемами, возникающими при литье ПМ под давлением. 
     Термины «устойчивое» и «неустойчивое» по отношению к течению расплава ПМ хотя и общеприняты, но достаточно условны: в ряде случаев их трудно разграничить. Тем более, что проявления неустойчивости имеют свои особенности при различных условиях течения, реализуемых в процессе реологических испытаний ПМ или его переработки. Отнесение тех или иных явлений в расплаве ПМ при литье под давлением и других процессах переработки к неустойчивому течению остается дискуссионным. 
     Наиболее распространенными видами неустойчивости при литье под давлением являются неустойчивое течение в области впуска, неустойчивое фонтанное течение, а также неустойчивое течение, связанное с охлаждением фронта потока.

1. Неустойчивое течение в области впуска

     К неустойчивому течению расплава ПМ в области впуска относят струйное заполнение (jetting), разрушение расплава, а также другие виды нарушения устойчивого течения во впускном литниковом канале и на входе в литьевую полость, которые связывают с появлением вблизи впусков у изделий из прозрачных ПМ зон с повышенной мутностью (haze), а из непрозрачных – с уменьшенным блеском (gate blush, blush mark, blushing) (рис. 1).
  
  

Рис. 1. Характерные последствия (следы) неустойчивого течения расплава (показаны голубым цветом; стрелкой указано направление впрыска): а - область с повышенной мутностью или уменьшенным блеском; б - струйное заполнение; в - следы капель, образовавшихся при разрушении струи (вид в плане на тонкостенную прямоугольную отливку)

  

  

     Подобные проблемы возникают при литье изделий из ПМ всех типов, но особенно они характерны для ПК, АБС-пластика, гомополимера и сополимеров формальдегида, тогда как для ненаполненных ПП, ПЭНП, ПЭВП, ПА 6, ПА 66 и ПБТ они наблюдаются значительно реже. В большинстве случаев повышение содержания наполнителя в ПМ увеличивает вероятность появления неустойчивого течения. Аналогичным образом действует и повышение доли каучуковой фазы в АБС-пластике. 
     Струйным течением расплава ПМ (рис. 1, б), помимо собственно течения с образованием струи, называют также все виды течения на входе в полость, при которых не образуется стабильного фронта потока. Струя обычно имеет круглое или овальное поперечное сечение, но в конструкциях с веерными литниками она может принимать вид ленты. Во многих случаях струя начинает изгибаться и образовывать складки или принимать спиралеобразную форму уже на начальном этапе движения в полости. Иногда при сравнительно большой толщине полости прямая струя движется через всю полость и после достижения стенки образует складки. После прекращения струйного течения наблюдается устойчивое течение расплава, заполняющего свободные части полости. 
     Чаще всего неустойчивое течение возникает при высокой скорости впрыска, вызывающей мутность или пониженный блеск у отливки вблизи впуска, а при еще более высокой скорости впрыска возникает струйное течение, однако известны примеры иного рода зависимости от скорости впрыска. Так, в работе [1] описан пример литья изделия из ПС общего назначения, в котором струйное течение происходило при малых скоростях впрыска, в то время как при высоких скоростях течение было устойчивым. 
     При очень высокой скорости впрыска наблюдается, хотя и крайне редко, разрушение струи с ее дроблением на капли. В этом случае на поверхности отливки остаются следы в виде капель или «звездочек» (рис. 1, в). 
     Возникновение поверхностных дефектов при неустойчивом течении обусловлено «замораживанием» неоднородностей расплава при контакте с относительно холодной оформляющей поверхностью. Быстрое охлаждение ПМ способствует сохранению граничных поверхностей между частями потока, называемых следами течения (
flow mark, flow line), и неоднородностей структуры. Негативное влияние на внешний вид изделия может оказывать неравномерность усадки в направлении толщины, вызванной неравномерностью уплотнения и молекулярной ориентации полимера, а для материалов, содержащих наполнители с частицами в форме волокна или пластинок, также и локальными нарушениями ориентации наполнителя. 
     Хотя первые исследования неустойчивого заполнения формы при литье под давлением ПМ были выполнены почти шесть десятилетий назад, в настоящее время в научной литературе продолжается дискуссия о причинах и механизмах его появления. В то же время множество рекомендаций по применению тех или иных конструкторских решений для устранения этой проблемы базируются на практическом опыте и предположениях и не имеют достаточного научного обоснования. 
     Большое количество работ посвящено изучению явления неустойчивости при вытекании расплава ПМ из канала малого диаметра (капилляра) с помощью капиллярного вискозиметра. Хотя впускной литниковый канал во многих случаях можно рассматривать как капилляр, между течением расплава в капиллярном вискозиметре и литниковой системе есть существенные различия, определяемые геометрией каналов и условиями охлаждения. Следует отметить и разницу в терминологии: если струйное течение экструдата на выходе из капилляра вискозиметра может быть как устойчивым, так и неустойчивым, то любое струйное течение при литье под давлением относят к неустойчивому течению [2].
     Диаметр струи расплава ПМ, вытекающей из капилляра, превышает диаметр капилляра. Подобное явление, характерное для вязкоупругих жидкостей и называемое эффектом разбухания струи или Барус-эффектом, происходит и при впрыске расплава через впускной литниковый канал в полость формы (рис. 2) [3]. Очевидно, что при отсутствии скольжения расплава по стенке формы струйное течение в полости может происходить, когда диаметр образующейся струи меньше толщины полости. В работе [1] был предложен безразмерный критерий возникновения струйного течения, включающий в себя коэффициент разбухания В, диаметр D впускного литникового канала (или его толщину, которая равна диаметру D вписанной в поперечное сечение окружности) и толщину h полости в области впуска. Предполагается, что струйное течение возникает при условии B.D / h < 1

  
  

Рис. 2. Схема разбухания струи на входе в оформляющую полость при диаметре d струи меньшем толщины h полости (а) и равном толщине (б, в), без «запаздывания» (а, б) и с «запаздыванием» (в) разбухания (D – диаметр или толщина впускного литника), на основе [3]

  
  

     Однако практическое использование этого критерия при прогнозировании струйного течения проблематично, так как зависимость коэффициента разбухания B (по определению равен отношению диаметра струи к диаметру впускного литникового канала: В = d / D) конкретного ПМ от температуры расплава, скорости сдвига, геометрии каналов и прочих условий процесса имеет сложный характер, особенно для неизотермического течения. При высокой скорости течения разбухание начинается не сразу после выхода струи из капилляра, а на некотором расстоянии от него (так называемое «запаздывание» разбухания – см. рис. 2, в), причем это расстояние увеличивается при повышении скорости течения расплава. 
     В большинстве случаев при изотермическом течении коэффициент разбухания увеличивается при повышении скорости течения расплава, однако в условиях неизотермического течения часто может наблюдаться и обратная зависимость. Также эта кривая может иметь минимум или максимум, может изменяться и характер влияния скорости впрыска на струйное течение, что может быть связано также с неоднозначным влиянием на процесс течения геометрии каналов и эластических свойств расплава. 
     Неустойчивое течение полимерных расплавов в общем случае может иметь различную природу, в том числе может быть вызвано их эластическими свойствами. В настоящее время многие исследователи полагают, что струйное течение при литье ПМ возникает вследствие действия сил инерции (см., например, [4]), тогда как повышение эластичности расплава приводит к увеличению коэффициента разбухания, а значит, способствует предотвращению струйного течения (при касании разбухшей струи оформляющей поверхности). 
     Увеличение содержания стеклянного или углеродного волокна, талька, слюды, каучука и прочих наполнителей в композициях на основе ПМ приводит к снижению коэффициента разбухания и повышает вероятность струйного заполнения. Струйное течение наблюдается при литье под давлением высоконаполненных металлополимерных и керамополимерных композиций, которые отличаются низкой эластичностью и соответственно имеют малое разбухание струи. 
     Отсутствие скольжения расплава ПМ по стенке впускного литникового канала и при входе фронта расплава в литьевую полость вызывает возникновение фонтанного течения (более подробно см. следующий раздел статьи) и является предпосылкой устойчивого заполнения формы. Многие факторы могут быть причиной скольжения при литье под давлением ПМ. Кажущееся скольжение при течении по смазочному слою может возникать из-за присутствия смазки на формующей поверхности, а также в результате фазового разделения при течении композиций ПМ, содержащих внутренние смазки, пластификаторы, остатки мономера, продукты деструкции и др. При течении наполненных ПМ нередко наблюдается неравномерное распределение частиц наполнителя, в результате чего у стенки канала образуется слой ПМ с меньшим содержанием наполнителя, который обладает меньшей вязкостью и играет роль смазочного слоя. 
     Все эти и другие факторы, влияющие на скольжение расплава, проявляются в наибольшей степени при высокой скорости течения, поэтому наиболее вероятным участком для скольжения является впускной литниковый канал, скорость течения в котором особенно велика. Полирование стенок впускного литникового канала способствует скольжению расплава и, как следствие этого, струйному течению. 
     Моделирование трехмерного течения расплава в современных системах компьютерного анализа позволяет «получить» эффект струйного течения при условии учета инерционных сил в модели процесса. Но так как при этом пока не учитываются другие основные факторы, влияющие на это явление, такие как вязкоупругость расплава и скольжение по стенке, результаты подобных оценок часто расходятся с экспериментом [5]. 
     Матовые или мутные пятна у литьевых изделий в области впуска могут появляться в результате струйного течения на входе в оформляющую полость, которое прекращается на малом расстоянии от впуска. Следы струи у изделий в этой зоне практически полностью исчезают благодаря интенсивному выделению тепла при сдвиговом течении расплава во впускном литнике и на входе в полость. Подобный механизм формирования пятна вблизи впуска подтвержден экспериментально в работе [6] при литье под давлением ненаполненного ПП в литьевой форме с прозрачной стенкой. Возникновение струйного течения и переход к заполнению сплошным фронтом в начальной стадии заполнения зафиксированы в этой работе с помощью высокоскоростной видеосъемки. 
     Визуально похожие дефекты могут, очевидно, формироваться при литье под давлением ПМ и по другим причинам, что связано с многообразием ПМ и сложностью их поведения в процессе переработки, поэтому нельзя исключить существование других механизмов, которые приводят к появлению мутных и матовых пятен в области впуска. 
     Возникновение струйного заполнения формы и других видов неустойчивого течения в области впуска связано с высокой скоростью деформирования расплава при прохождении его фронтом впускного литникового канала и области входа в литьевую полость. Уменьшение площади поперечного сечения впускного литника, позволяющее уменьшить след от литника на изделии и облегчить отделение литника от готового изделия, приводит, однако, к увеличению скорости деформирования расплава, что способствует появлению неустойчивого заполнения при меньшей объемной скорости впрыска. 
     Струйное течение характерно для так называемых холодноканальных, а также для комбинированных литниковых систем, состоящих из горячеканальной и холодноканальной частей, тогда как мутные и матовые пятна вблизи впуска являются проблемой и горячеканальных форм. В обычных конструкциях горячеканальных форм не применяется впуск в торцевую часть изделия, который способствует струйному течению. 
     Неустойчивое заполнение формы характерно также для точечных, торцевых и туннельных литниковых каналов, в то время как применение веерных и щелевых литниковых каналов той же толщины снижает вероятность его появления. Известно, что возникновению неустойчивого течения способствует увеличение длины впускного литника свыше 0,8 – 1,0 мм, а также применение длинного перехода от разводящего литникового канала к впускному. 
     Распространенным решением, позволяющим свести к минимуму дефектную область поверхности изделия, является такой выбор места впуска и конструкции впускного литникового канала, при которых струя направлена перпендикулярно расположенной вблизи впуска стенке формы или знака. Одним из популярных вариантов является впуск в прилив, при котором струйное течение ограничивается областью прилива. Однако необходимо учитывать, что иногда струя может менять направление движения, «отражаясь» от стенки формы. 
     Эффективным методом устранения неустойчивости течения вблизи впуска является ступенчатое управление скоростью впрыска, обеспечивающее уменьшение скорости течения при прохождении фронтом расплава впускного литникового канала и области входа в полость. Во избежание нежелательного снижения температуры фронта расплава на других участках литниковой системы и в полости применяется высокая скорость впрыска, величина которой зависит от конструкции литниковых каналов и изделия и реологических особенностей ПМ. В конце процесса заполнения рекомендуется уменьшать скорость впрыска, обеспечивая оптимальные условия для вытеснения остающегося в полости воздуха, а также для более точного определения начала фазы нарастания давления (в некоторых методах автоматического переключения с режима впрыска на режим выдержки под давлением). Во многих случаях при использовании холодноканальных литниковых систем оптимальный профиль объемной скорости впрыска в зависимости от положения шнека узла пластикации и впрыска имеет вид, показанный на рис. 3. Для его реализации система управления литьевой машины должна обеспечивать как минимум четыре ступени регулировки скорости впрыска. 

  
  

Рис. 3. Характерный профиль объемной скорости впрыска Q с четырьмя ступенями (Q1 - Q4) в зависимости от положения s шнека: s0 – начало впрыска; s1 – прохождение фронтом расплава входа во впускной литниковый канал; s2 – прохождение фронтом расплава входа в полость; s3 – переключение на режим управления давлением (на основе [7])

  
  

     Попытка управления профилем скорости впрыска может не привести к желаемому результату, если в формах, имеющих несколько впусков в полость, а также в многогнездных формах расплав подходит к впускным литниковым каналам не одновременно. В этом случае могут помочь литниковые системы в виде расположенных близко друг к другу двойных или даже четверных впускных литниковых каналов, позволяющие снизить скорость течения расплава на входе в оформляющую полость, так как расплав в этом случае входит в полость несколькими потоками. Однако при этом следует учитывать и опасность образования спаев при встрече отдельных потоков.
     Интересным решением, позволяющим уменьшить скорость течения расплава во впускном литниковом канале, является применение литникового канала с распределителем (gate with pre-distributor), который представляет собой два боковых отвода от разводящего литникового канала, расположенных непосредственно перед зоной перехода к впускному литниковому каналу и имеющих такое же сечение, как и разводящий литниковый канал. Длина отводов рассчитывается так, чтобы они оказались заполненными сразу же после того, как расплав попадет в полость формы.

2. Неустойчивое фонтанное течение

     Формирование поверхностного слоя изделия из ПМ в процессе литья под давлением происходит при фонтанном течении расплава на фронте потока, когда расплав из внутренних слоев потока движется у граничной поверхности фронта к стенкам формы (рис. 4) [2]. Фонтанное течение возникает при отсутствии скольжения расплава по стенке канала.
  
  

Рис. 4. Схема фонтанного течения 1 у фронта потока 2 при отсутствии скольжения расплава по стенке формы 3. 4 – застывший слой ПМ; V – профиль линейной скорости течения расплава в области сдвигового течения; Vf – профиль линейной скорости движения фронта расплава

  
  

     Исследования, проведенные в последние годы, показывают, что идеальная картина фонтанного течения на всем протяжении литьевой полости является скорее исключением, чем правилом. Множество факторов, действующих в условиях реального процесса литья под давлением, вызывают искажение «правильного» характера течения расплава на фронте потока. К таким факторам можно отнести, например, несимметричные условия охлаждения литьевой полости, которые приводят к появлению большой разницы температур пуансона и матрицы, а также различия в свойствах оформляющих поверхностей, возникающих вследствие применения различных методов механообработки формообразующих деталей, оформляющих лицевые и нелицевые поверхности изделия. 
     Некоторые конструктивные особенности изделия, создающие несимметричные условия для фронта потока, также могут способствовать нарушению фонтанного течения. Так, например, в работе [8] приведены результаты наблюдения с помощью видеокамеры течения расплава в форме с прозрачными торцевыми стенками, имеющей перепад толщины прямоугольной полости с 2 до 5 мм. Процесс проводили на литьевой машине для двухцветного литья, применяя  в качестве основного материала неокрашенный ПС. В определенный момент времени в область перед впуском вводили в качестве метки небольшое количество ПС, окрашенного в красный цвет. Наблюдаемые изменения в положении зон красного цвета (рис. 5), а также полное отсутствие красного цвета в области изделия, прилегающей к углу А, можно объяснить существованием течения по фронту расплава, направленного в сторону от «ступеньки», как это показано на рис. 5, а. Движущей силой подобного течения может быть изменение условий контакта со стенкой и изменение профиля скорости при входе в зону с большей толщиной.

  
  

Рис. 5. Форма потока расплава прозрачного ПС с добавлением ПС красного цвета на предыдущей (а) и последующей (б) стадиях течения в полости с перепадом толщины с 2 до 5 мм (фото: [6]) 1 – предполагаемое направление течения расплава на фронте потока (другие пояснения – в тексте статьи)

  
  
     В работе [9] обнаружили несимметричность «рисунков» на противоположных стенках пластины из стеклонаполненных ПП или ПС, полученной на машине для двухцветного литья при добавлении окрашенного ПМ в неокрашенный основной материал. По мнению авторов этой работы, подобная несимметричность может быть объяснена, если предположить существование картины течения на фронте расплава, показанной на рис. 6.
  
  

Рис. 6. Предполагаемая схема одного из вариантов неустойчивого течения расплава на фронте потока расплава [9]

  
  

     Рассмотренные виды неустойчивости течения на фронте расплава могут приводить к нарушению структурной однородности изделия и появлению локальных дефектов на его поверхности в виде следов течения и изменения блеска. 
     При литье под давлением некоторых ПМ, к которым относятся блок-сополимер пропилена и этилена, композиции ПП с каучуками, сополимер АСА, смеси ПК и АБС, на изделии иногда появляются чередующиеся полосы с различным блеском (рис. 7) [10]. На противоположных поверхностях изделия эти полосы расположены со сдвигом так, что полосе с высоким блеском на одной поверхности соответствует полоса с низким блеском на другой (рис. 8). Данный дефект образно называют «тигровыми полосами» (tiger stripes) или «следами течения» (flow marks) [2].

  
  

Рис. 7. Поверхностный дефект типа «тигровые полосы», вызванный неустойчивым заполнением формы [10]

  
  

Рис. 8. Схема расположения зон 1 с уменьшенным блеском, создающих эффект «тигровых полос» на поверхности изделия при виде сверху (а), спереди (б) и снизу (в) (на основе [2]): стрелка указывает направление впрыска

  
  
     Теоретические и экспериментальные исследования причин появления дефекта типа «тигровые полосы» подтверждают предположение, что этот дефект возникает вследствие неустойчивости фонтанного течения, которая в определенных условиях может приобретать автоколебательный характер. Было предложено несколько моделей периодического неустойчивого течения на фронте потока (рис. 9) [2, 11], однако механизм его возникновения до сих пор остается предметом дискуссий. В числе возможных причин автоколебательного процесса называют периодическое скольжение расплава по стенке и другие явления, связанные с особенностями вязкоупругого поведения расплава ПМ.
  
  

Рис. 9. Предполагаемые схемы течения частиц расплава вблизи фронта потока при образовании дефекта типа «тигровые полосы»: 1 – зона устойчивого течения; застывший пристенный слой не показан [2, 11]

  
  

     Интересно, что изменение блеска «тигровых полос» может происходить по различным причинам в зависимости от типа ПМ. Так в смесях ПК и АБС оно вызвано различным содержанием компонентов в поверхностном слое изделия: в областях большего блеска присутствует больше ПК, тогда как зона меньшего блеска характеризуется повышенным содержанием АБС [12]. Известно, что блеск литьевых изделий из полимерных смесей и блок-сополимеров, содержащих каучуковую фазу, уменьшается при повышенном содержании каучука и снижении ориентации частиц каучука вблизи поверхности изделия. Изменение состава смеси в поверхностном слое отливки можно объяснить фазовым разделением при течении расплава ПМ. Подобные процессы могут оказывать большое влияние на показатели качества литьевых изделий из смесей полимеров и блок-сополимеров. 
     Рисунок  в виде чередующихся полос на изделии из смесей ПП с этилен-пропиленовым каучуком (ЭПК), наполненных тальком и без него, может проявляться не сразу после литья, а через длительное время – в процессе хранения или эксплуатации изделия при воздействии на него солнечного света. Изучение этого явления показало, что в областях с повышенным блеском наблюдается высокая степень ориентации частиц дисперсной каучуковой фазы в поверхностном слое, тогда как в зонах с уменьшенным блеском частицы каучуковой фазы ориентированы слабо [13]. Известно, что при устойчивом течении ориентация частиц каучука вблизи поверхности изделия обусловлена их деформациями, происходящими в процессе фонтанного течения, поэтому можно предположить, что периодическая неустойчивость фонтанного течения может быть причиной изменения ориентации каучуковой фазы. Предполагаемая схема возникновения областей с различной ориентацией частиц каучука при нестабильности фонтанного течения представлена на рис. 10.

  
  

Рис. 10. Предполагаемая схема формирования зон с неориентированными частицами каучука в поверхностном слое и пониженным блеском 2 в изделии из ПП+ЭПК с дефектом типа «тигровые полосы»: 1, 3 – области с высокой ориентацией частиц каучука при устойчивом (а) и неустойчивом (б и в) фонтанном течении. Застывший пристенный слой не показан (на основе [9])

  
  
     Дефект «тигровые полосы» обусловлен реологическим поведением расплава ПМ и обычно проявляется в широком диапазоне значений скорости впрыска, температуры расплава и формы и других условий литья, поэтому его сложно устранить путем изменения технологического режима. Разработаны материалы на основе ПП (например, композиции ПП с непрерывной каучуковой фазой), для изделий из которых данный дефект не наблюдается.

3. Неустойчивое течение, вызванное охлаждением фронта потока

     Еще один вид своеобразной неустойчивости течения возникает в условиях охлаждения расплава на фронте потока при недостаточно высокой скорости впрыска и является причиной появления на поверхности отлитого изделия регулярной системы мелких «канавок» - так называемой «волнистой поверхности» (wave marks, ripples) или «грампластинки» (record grooves).
     Предполагаемый механизм возникновения «канавок» на стадии заполнения формы схематично представлен на рис. 11 (на основе [14]). При оптимальной скорости впрыска диссипативное тепловыделение в расплаве при его течении в значительной степени компенсирует потери тепла через стенки холодноканальной литниковой системы и полости формы, что предотвращает рост застывшего пристенного слоя ПМ и обеспечивает определенный тепловой баланс в области фронта потока. Результатами снижения скорости впрыска и соответственно уменьшения диссипативного тепловыделения являются рост толщины застывшего пристенного стоя ПМ по длине канала, повышенное охлаждение расплава в области фронта и образование на фронте расплава пленки застывшего ПМ. Дальнейшее движение фронта расплава может происходить при «обтекании» этой пленки, ее деформировании или, возможно, даже разрыве в зависимости от скорости охлаждения, механических свойств ПМ и технологических условий процесса (скорости впрыска и давления).

  
  

Рис. 11. Предполагаемая схема этапов (в направлении сверху вниз) формирования застывшего пристенного слоя 3 и канавок 1 (для поверхностного дефекта типа «грампластинка») при движении фронта потока 2 вблизи стенки формы 4. Показана часть полости по толщине. Фонтанное течение не показано (на основе [14]).

  
  

     Детальный механизм формирования «канавок» остается в настоящее время предметом дискуссий. Из-за несимметричности условий охлаждения полости, характерной для процесса литья под давлением, канавки обычно возникают только у одной (более холодной) стенки литьевой полости. 
     Данный вид неустойчивого течения характерен практически для всех типов ПМ, но в большинстве случаев его можно устранить повышением скорости впрыска до оптимального уровня. Однако иногда повышение скорости впрыска приводит к появлению других дефектов. Например, при литье поликарбоната повышение скорости впрыска может привести к появлению неустойчивости течения в области впуска. Такая проблема обычно возникает при использовании литьевой машины, система управления которой не предусматривает ступенчатого регулирования скорости впрыска. В то же время применение профиля скорости впрыска, аналогичного тому, который показан на рис. 3, позволяет устранить данную проблему.
     Необходимо отметить, что охлаждение фронта потока при недостаточно высокой скорости течения расплава может быть причиной возникновения на поверхности изделия одинарных следов течения или приводить к недоливу. В этих случаях данное явление обычно называют «задержкой» течения (
hesitation). 
     Таким образом, приведенные примеры неустойчивости течения в области впуска, фонтанного течения, а также вызванного охлаждением фронта потока показывают, насколько разнообразны причины, формы и следствия этих нежелательных явлений при литье под давлением изделий из ПМ. Хотя многолетний накопленный опыт позволяет во многих случаях предотвратить эти явления, разработка адекватных математических моделей неустойчивого течения и его влияния на характеристики качества литьевых изделий остается актуальной научной проблемой.
     Авторы выражают благодарность В.П. Володину, О.Ю. Сабсаю и В.А. Гончаренко за обсуждение статьи и полезные замечания.

Литература

     1. Oda K., White J. L., Clark E. S. Jetting phenomena in injection mold filling // Polym. Eng. Sci. – 1976, V. 16. – P. 585 – 592.
     2. Polymer processing instabilities: Control and understanding / Ed. by S. G. Hatzikiriakos, K. B. Migler. - Boca Raton, London, N.Y.: CRC Press, 2005.488 p
     3. White J.L., Dietz W. Some relationship between injection moulding conditions and the characteristics of vitrified moulded parts // Polym. Eng. Sci. – 1979, V. 19. - P. 1081 - 1091.
     4. Tadmor Z., Gogos K. G. Principles of polymer processing. John Wiley & Sons, 2006. – P. 766. 
     5. Desai S. S. Validation of jetting using simulation. M.S. Thesis. University of Massachusetts Lowell, 2003. – 61 p.
     6. Yanev A. S., Dias G. R., Cunha A. M. Direct visualization of conventional injection molding // 65th SPE ANTEC Techn. Papers. – 2007. – P. 1097 – 1101.
     7. C-Mold design guide: A resource for plastics engineers. – Ithaca: Advanced CAE Technology Inc., 1998. - 336 p.
     8. Kanetoh Y., Yokoi H. Visualization analysis of melt flow behaviour at step-change portion using rotary runner exchange system // 22nd Annu. Meet. of Polymer Processing Society. Yamagata, Japan. July 2-6. - 2006. Paper SP 5-P01. 
     9. Yokoi H., Kaneton Y. Visualization analysis of fountain flow phenomenon by rotary runner exchange system // 40th Int. Symp. on Macromolecules “Macro 2004”. Paris. July 4-9. - 2004. 
     10. Wilson H.J. Instabilities and constitutive modeling // Phil. Trans. R. Soc. – 2006, V. A364. - P. 3267 – 3283.
     11. Grillet A.M. Numerical analysis of flow mark / A.M. Grillet, A.C.B. Bogaerds, G.W.M. Peters, a. o. // J. Rheol. – 2002, V. 46, № 3. – P. 651 – 669.
    
12. Hamada H., Tsunasawa H. Correlation between flow mark and internal structure of thin PC/ABS blend injection moldings // J. Appl. Polym. Sci. – 1996, V. 60. – P. 353 – 362.
 
     13. Hirano K., Suetsugu Y., Kanai T. Morphological analysis of the tiger stripe on injection molding of polypropylene/ethylene-propylene rubber/talc blends dependent on based polypropylene design // J. Appl. Polym. Sci. – 2007, V. 104. – P. 192 – 199. 
     14. Yoshii M., Kuramoto H., Kato K. Experimental study of transcription of smooth surfaces in injection molding // Polym. Eng. Sci. - 1993, V. 33. - P. 1251 - 1260.

    
           
Rambler's Top100 Copyright (C) Барвинский И.А., Барвинская И.Е., 2000-2017

Перепечатка публикаций сайта допускается только с разрешения авторов