|
|
|
Самонастраивающиеся автоматизированные системы управления обеспечивают работу литьевой машины с автоматической под-настройкой процесса по заданному критерию качества. Такие системы способствуют созданию высокой производительности процесса литья и получению изделий требуемого качества в зависимости от условий их эксплуатации в сочетании со стабильностью свойств.
Качество изделий оценивают по их массе и размеру, внутренним напряжениям, степени анизотропии свойств в различных направлениях, физико-механическим показателям (предел текучести и разрушающее напряжение при растяжении, ударная вязкость, относительное удлинение при разрыве), стабильности формы, стойкости к растрескиванию, теплостойкости, морозостойкости, технологической усадке. |
Для разработки алгоритма управления процессом нужны функциональные зависимости между выбранным для оценки показателем качества изделий и параметрами процесса литья и между выбранным для оценки показателем качества и теми показателями качества, которые определяют поведение изделий при эксплуатации. |
Это формальные количественные зависимости между отдельными показателями качества изделий и между показателями качества изделий и параметрами процесса литья.
Зависимости между выходным параметром — массой (толщина) — изделий и их физико-механическими показателями характеризуются положительной связью и линейны в интервале возможных режимов переработки. Для большинства промышленных полимеров (полистирола, полиэтилена, полиамидов, сополимеров формальдегида и др.) корреляционные зависимости подобны и их можно принять за основу при оценке качества продукции по массе (толщине) изделий. |
Эти модели описывают физико-химические процессы формирования структуры изделий при литье и ее связь с показателями качества изделий, а также изменение параметров формования при литье на основе системы уравнений теплопередачи и гидродинамики. |
В аморфных полимерах неравновесность проявляется в преимущественном направлении цепей макромолекул в направлении течения, а в кристаллизующихся — в направленном расположении осей кристаллографических ячеек. Остаточная ориентация зависит от ориентации, возникающей при течении, а также от релаксационных свойств полимера и скорости охлаждения его в форме (определяется тепловым режимом литья и теплофизическими свойствами полимера). |
Сложный профиль распределения ориентации обусловлен не только различием в процессах, протекающих в разные периоды формования, и изменением напряжения сдвига по высоте поперечного сечения канала при сдвиговом течении, но и продольным растяжением поверхностного слоя на границе фронта потока расплава.
На фронте потока направление деформирования слоев полимера изменяется, они растягиваются и отбрасываются к стенкам формы, где ориентация фиксируется охлаждением. Аксиально-плоскостная ориентация поверхностного слоя возникает вследствие растяжения полимера на границе фронта потока, а аксиальная ориентация внутренних слоев — за счет сдвигового течения. Экстремальное значение ориентации полимера во внутренних слоях изделия можно объяснить максимумом скорости (напряжения) сдвига на границе затвердевшей оболочки и расплава. |
В ньютоновской области, соответствующей низким скоростям сдвига у, повышение у не вызывает снижения времени релаксации, а накапливаемая при заполнении формы высокоэластическая деформация„ возрастает пропорционально. В результате средняя ориентация, образующаяся при формовании, увеличивается. В переходной области от ньютоновского течения к области развитой аномалии вязкости повышение скорости сдвига вызывает снижение времени релаксации, а возрастание высокоэластической деформации ослабевает. |
Наряду с упрочнением полимера в направлении преимущественного расположения участков макромолекул ориентация приводит к ослаблению полимера в перпендикулярном направлении. Ориентация приводит также к образованию внутренних напряжений, что неблагоприятно сказывается на поведении изделий при эксплуатации. Неравномерно распределенные внутренние напряжения могут приводить к растрескиванию изделий (особенно под воздействием тепла, органических растворителей и агрессивных сред), образованию микротрещин (ухудшаются оптические свойства, появляются «серебрение» поверхности и помутнение изделий), короблению изделий (понижению температуры коробления) и снижению стабильности размеров изделий. |
В отличие от аморфных полимеров, которые переходят в твердое состояние, не изменяя фазового состояния (аморфного), охлаждение кристаллизующихся полимеров при формовании сопровождается кристаллизацией, т. е. фазовым переходом.
Структура изделий из кристаллизующихся полимеров характеризуется определенной степенью кристалличности и неравномерным расположением кристаллических областей по сечению изделий. |
|
|
|
