振動(dòng)技術(shù)在注射成型加工中的應(yīng)用在注射成型中,施加振動(dòng)的方式有機(jī)械振動(dòng)、波振動(dòng)和氣體振動(dòng)。施加機(jī)械振動(dòng)的情況研究得較充分,主要包括模具加振成型、螺桿加振注射成型、輔助加振注射成型、單點(diǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)料保壓注射成型、多點(diǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)料保壓注射成型、推拉注射成型和全振動(dòng)注射成型多種形式。
振動(dòng)保壓注射成型振動(dòng)注射保壓成型工藝的核心是在注塑的保壓階段,將振動(dòng)引入型腔。主要的具體實(shí)現(xiàn)方法有兩種。一是螺桿加振。它是在保壓階段使注射油缸的油壓產(chǎn)生脈動(dòng),從而使振動(dòng)通過(guò)螺桿直接傳到塑料。試驗(yàn)表明用振動(dòng)填充技術(shù)對(duì)低密度進(jìn)行了自增強(qiáng)研究,發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)后的LDPE的拉伸強(qiáng)度大幅度提高至21Mpa由X射線衍射圖可以表明,自增強(qiáng)試樣的晶粒及大分子鏈在動(dòng)態(tài)應(yīng)力場(chǎng)下沿流動(dòng)方向高度取向,這是試樣的拉伸強(qiáng)度提高的根本原因。
結(jié)語(yǔ)在注射成型中引入振動(dòng)場(chǎng),通過(guò)對(duì)凝聚態(tài)轉(zhuǎn)變和結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響,使制品的物理機(jī)械性能得到較大的改善。應(yīng)用這種新穎的加工方法,可以利用現(xiàn)有的聚烯烴材料,加工出可以和工程塑料相媲美的制品,因此具有廣闊的發(fā)展前景。
塑料動(dòng)態(tài)注射成型技術(shù)是塑料加工成型新方法之一,它將物理場(chǎng)直接作用于塑料注射成型加工過(guò)程,其基本原理是在振動(dòng)力場(chǎng)(主要是機(jī)械振動(dòng)和超聲波振動(dòng))條件下,在塑料的主要剪切流動(dòng)方向上疊加了一個(gè)附加的應(yīng)力,使得聚合物在組合應(yīng)力作用下完成物理與化學(xué)變化的加工過(guò)程。
振動(dòng)對(duì)聚合物成型制件的性能的影響主要是通過(guò)對(duì)聚合物的凝聚態(tài)轉(zhuǎn)變和結(jié)晶動(dòng)力學(xué)過(guò)程起作用的121.周期性的振動(dòng)力將有效地促進(jìn)分子的取向,并在熔體的固化階段控制晶粒的生長(zhǎng)、形成和取向,從而最終獲得具有較高機(jī)械性能的制品。
研究振動(dòng)力場(chǎng)對(duì)注塑制品的性能的影響最早是在上個(gè)世紀(jì)八十年代初,英國(guó)Brunei大學(xué)的BavisM和AllanP在注射成型過(guò)程中的保壓階段引入振動(dòng)技術(shù),有效防止了制件中縮孔、疏松與表面沉陷的形成,并可以殘余應(yīng)力的大小和方向,在實(shí)驗(yàn)中制造出了厚度達(dá)110mm的20%玻璃纖維增強(qiáng)PEEK無(wú)缺陷制件。P.Ibai在注射成型PP時(shí)引入壓力振動(dòng),其結(jié)果表明制件的伸長(zhǎng)率提高了80%,屈服強(qiáng)度和彎曲模量也有很大的提高。四川大學(xué)的申開(kāi)智等使用動(dòng)態(tài)保壓振動(dòng)技術(shù)注射成型了HDPE、PP、ABS,發(fā)現(xiàn)這三種制品的拉伸強(qiáng)度均有較大的提高。嚴(yán)正等8采用集剪切振動(dòng)與壓力振動(dòng)于一體的振動(dòng)裝置對(duì)PP、HDPE、PS作力學(xué)性能的試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)振動(dòng)力場(chǎng)對(duì)結(jié)晶聚合物制件的性能有顯著的影響,而對(duì)非結(jié)晶聚合物,如PS注塑制件的性能影響不顯著。由華南理工大學(xué)研制成功的塑料電磁動(dòng)態(tài)塑化注射機(jī),它將機(jī)械振動(dòng)場(chǎng)引入到注射成型的塑化、注射和保壓的全過(guò)程,具有能耗低、噪音小、可實(shí)現(xiàn)低溫、低壓注射等特點(diǎn),是一種全新的先進(jìn)的塑料注射成型工藝。