SMC kompozit materiallar qoliplarining qisqarish tezligini batafsil tushuntirish

SMC (Sheet Molding Compound) kompozit materiallar qoliplarining qisqarish tezligi mahsulotlarning o'lchov aniqligini, sirt sifatini va yig'ish mosligini to'g'ridan-to'g'ri aniqlaydigan qolip dizayni va mahsulotlarni ommaviy ishlab chiqarishda asosiy texnik parametrdir. Aslida, bu mahsulotning yakuniy o'lchami va xona haroratidagi qolib bo'shlig'ining o'lchami o'rtasidagi farqning SMC materiali qoliplash haroratidan soviganidan keyin xona haroratidagi qolib bo'shlig'ining o'lchamiga nisbati. Ushbu parametrni aniq nazorat qilish SMC mahsulotlarini aniq shakllantirishga erishish va ishlab chiqarish barqarorligini ta'minlashning asosiy shartidir.

I. SMC kompozit materialining mog'orning qisqarish tezligining asosiy ta'rifi va hisoblash usuli

SMC kompozit materiallarining qolib qisqarish tezligi (odatda sanoat stsenariylarida chiziqli qisqarish tezligiga ishora qiladi) xona haroratida qolib bo'shlig'ining o'lchami va mahsulotning haqiqiy hajmi o'rtasidagi farqning ulushi sifatida aniqlanadi. Asosiy hisoblash mantig'i harorat o'zgarishi va qattiqlashuv reaktsiyalari paytida materialning hajm o'zgarishi qonuni atrofida aylanadi va maxsus ikkita dastur stsenariysiga bo'linishi mumkin: nazariy hisoblash va haqiqiy kalıplama o'lchovi.

1.Nazariy hisoblash formulasi:Siqilish tezligi=(c - b) / c × 100%, bu erda c xona haroratida (mm) qolipning bo'shlig'i hajmini, b esa xona haroratida (mm) mahsulotning haqiqiy hajmini ko'rsatadi.

2. Haqiqiy qolipning qisqarishini hisoblash:Bosish haroratidagi o'lchov o'zgarishi effekti kiritilishi kerak, ya'ni=(a - b) / a × 100%, bu erda a - qolip bo'shlig'ining o'lchami yoki presslash haroratidagi mahsulot (mm). Ushbu hisoblash usuli ommaviy ishlab chiqarish jarayonlaridagi haqiqiy harorat o'zgarishlariga ko'proq mos keladi va hisoblash natijalari uchun yuqori mos yozuvlar qiymatiga ega.

Shuni ta'kidlash kerakki, SMC mahsulotlarining qisqarishi ikkita asosiy qismdan iborat: birinchisi, qatronlarni mustahkamlash reaktsiyasi paytida molekulyar o'zaro bog'lanishning zichlashishi natijasida yuzaga keladigan strukturaviy qisqarish{0}}(qaytarib bo'lmaydigan),ikkinchisi esa qolipdan keyin qoliplash haroratidan xona haroratigacha bo'lgan termal qisqarishdir(qaytariladigan).Ular orasida termal qisqarishning yakuniy qisqarish tezligiga ta'siri odatda strukturaviy qisqarishdan ko'ra ko'proq bo'ladi va uning o'zgarishi sxemasi qatronlar tizimining turiga, past qisqarishli qo'shimchalarning turi va dozalari bilan chambarchas bog'liq.

II. SMC kompozit qoliplarining qisqarish tezligining odatiy diapazoni

Oddiy toʻyinmagan polyester qatronlar{0}}asosidagi SMCning qattiqlashuv qisqarish tezligi 7% dan 10% gacha boʻlishi mumkin, lekin qisqarishi past boʻlgan qoʻshimchalarni (PVX, PS, PE va boshqalar termoplastik qatronlar kabi) qoʻshib, haqiqiy qoliplash qisqarish tezligini oʻrtacha diapazonga sezilarli darajada moslashtirish mumkin. Sanoatda ommaviy ishlab chiqarish stsenariylarida an'anaviy SMC mahsulotlarining qoliplash qisqarish tezligi odatda 0,03% dan 0,1% gacha nazorat qilinadi, past qisqarishli SMC (LS{7}}SMC) esa yuqori darajadagi mahsulotlar talablariga javob beradigan- nolga yaqin qisqarishga (0,01% dan past) erishishi mumkin.

Turli formulalar bilan SMC materiallarining qisqarish tezligi sezilarli darajada farq qiladi. Masalan, elektr komponentlari uchun maxsus mo'ljallangan SMC materiallarining qisqarish tezligi (masalan, RL{1}}SMC-6006) 0,03 ± 0,03% gacha bo'lishi mumkin, umumiy maqsadli SMC materiallari esa odatda 0,07% dan 0,08% gacha bo'ladi. Amaliy qo'llanmalarda, material etkazib beruvchisi tomonidan taqdim etilgan texnik parametrlar, formulalar farqlari tufayli kelib chiqadigan o'lchamdagi og'ishlarni oldini olish uchun asosiy havola sifatida qabul qilinishi kerak.

III. SMC kompozit qoliplarining qisqarish tezligiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar

SMC kompozit qoliplarining qisqarish tezligi qat'iy doimiy emas, lekin xom ashyo formulalari, qolip tuzilmalari, mahsulot shakllari va qoliplash jarayonlari kabi ko'plab omillarga ta'sir qiladi. Ular orasida xom ashyo va jarayon parametrlarining xarakteristikalari qisqarish tezligini nazorat qilish uchun asosiy o'zgaruvchilar bo'lib, diqqatni talab qiladi:

1. Xom ashyo formulalarining ta'siri

Xom ashyo formulalari qisqarish tezligini belgilovchi asosiy omillardir. Ularning tarkibiy qismlaridagi farqlar qisqarish xususiyatlarining tubdan o'zgarishiga olib kelishi mumkin. Maxsus ta'sirlar quyidagilardan iborat:

1.Qatronlar tizimi:Epoksi qatroniga asoslangan SMC ning qisqarish tezligi fenolik qatron va to'yinmagan polyester qatroniga asoslangan SMCga qaraganda ancha past. Asosiy sabab shundaki, epoksi qatronining zichligi qattiqlashuvdan oldin nisbatan yuqori bo'ladi va davolash jarayonida kichik molekula moddalari chiqarilmaydi; fenolik qatronlar esa qattiqlashuv vaqtida suv molekulalarini chiqaradi va to'yinmagan poliester qatronida stirol o'zaro bog'lovchi agentning molekulyar oralig'i qattiqlashuv jarayonida sezilarli darajada o'zgaradi va qisman uchuvchanlik bilan birga keladi, bu ikkalasi ham qisqarish tezligining oshishiga olib keladi.

2.Past siqilishli qo'shimchalar:Qo'shimchalarning turi va dozasi qisqarish tezligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Masalan, xlorli vinil asetat sopolimeri va polistirol kabi qo'shimchalarning dozasi 15 qismdan 30 qismga oshirilsa, chiziqli qisqarish tezligi 0,25% dan 0,01% gacha kamayishi mumkin. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, ortiqcha qo'shimchalar qotib qolish davrini uzaytiradi va mahsulotning mexanik kuchini pasaytiradi. Sanoat ommaviy ishlab chiqarishda dozalash odatda 5% atrofida nazorat qilinadi.

3.Elyaflar va plomba moddalari:Shisha tolalar va kaltsiy karbonat kabi noorganik plomba moddalarining qisqarish tezligi qatronlar matritsasiga qaraganda ancha past. Ularning tarkibini oshirish umumiy qisqarish tezligini samarali tarzda bostirishi mumkin. Masalan, shisha tolalarning massa miqdori 15% dan 30% gacha ko'tarilganda, qisqarish tezligi 30% dan ko'proqqa kamayishi mumkin. Shu bilan birga, ortiqcha uzun tolalarning mog'or bo'shlig'ini to'ldirish ta'siriga salbiy ta'sirini oldini olish uchun tola uzunligi va materialning suyuqligini muvozanatlash kerak.

4.O'zgaruvchan tarkib:SMC materiallarida stirol kabi uchuvchi moddalar miqdori qancha ko'p bo'lsa, qoliplash jarayonida uchuvchi moddalar qochib ketgandan keyin shunchalik ko'p bo'shliqlar qoladi va shunga mos ravishda qisqarish tezligi oshadi. Shu sababli, sanoat ishlab chiqarishida, 5% kritik qiymatdan oshib ketmaslik uchun qoliplash birikmasining uchuvchi tarkibi qat'iy nazorat qilinishi kerak.

2. Qolib tuzilishi va mahsulot shaklining ta'siri

1.Mog'orning qattiqligi:Mog'orning qattiqligi etarli bo'lmaganda, bosish jarayonida elastik deformatsiya yuzaga keladi, bu mahsulotning katta o'lchamlariga olib keladi va o'lchaganini bilvosita kamaytiradi.

qisqarish tezligi. Ayniqsa, yupqa{1}}devorli mahsulotlar uchun mog'or qattiqligining ta'siri ko'proq seziladi. Qattiqlikni qolip devorining qalinligini oshirish yoki P20 qolip po'lati kabi yuqori-metalonlardan foydalanish orqali yaxshilash mumkin.

2.Mahsulot tuzilishining murakkabligi:Qalin devorli mahsulotlarning qisqarish darajasi odatda yupqa-devorli mahsulotlarnikiga qaraganda yuqori. Buning asosiy sababi shundaki, qalin{3}}devorli joylarda qatronlar issiqlikni asta-sekin davolaydi va tarqatadi, bu esa strukturaning yanada chuqur qisqarishiga olib keladi. Murakkab bo'shliqlar, filetalar yoki qovurg'alar bo'lgan mahsulotlar notekis qisqarishga moyil bo'lib, mahalliy qisqarish tezligining og'ishlari 10% dan oshishi mumkin. Qolib loyihalash bosqichida mahalliy qisqarish kompensatsiyasi maqsadli bo'lishi kerak.

3.Oqim yo'nalishidagi farq:Qolib bo'shlig'ida SMC materialining oqimi paytida tolalar oqim yo'nalishi bo'ylab tekislanadi, bu oqim yo'nalishidagi qisqarish tezligi odatda oqimga perpendikulyar yo'nalishdagidan yuqori bo'lishiga olib keladi. Bu anizotropiya yirik mahsulotlarda ko'proq namoyon bo'ladi. Siqilish farqlarini kamaytirish uchun qolipning eshik o'rnini optimallashtirish orqali oqim holati muvozanatli bo'lishi kerak.

3. Qoliplash jarayoni parametrlarining ta'siri

Kalıplama jarayonining parametrlari to'g'ridan-to'g'ri qattiqlashuv reaktsiyasi jarayonini va materialning zichlik darajasini tartibga solish orqali yakuniy qisqarish tezligiga ta'sir qiladi. Ular orasida harorat, bosim va ushlab turish vaqti asosiy nazorat nuqtalari bo'lib, ular materialning xususiyatlariga aniq mos kelishi kerak.

1.Qolib bosish harorati:An'anaviy qoliplash harorati oralig'ida (135 ~ 155 daraja), haroratning oshishi qisqarish tezligining oshishiga olib keladi. Asosiy sabab shundaki, harorat qanchalik yuqori bo'lsa, materialning termal kengayish hajmi shunchalik katta bo'ladi va xona haroratiga sovutilganda termal qisqarish miqdori ham shunga mos ravishda ortadi; shu bilan birga, yuqori haroratlar qattiqlashuv reaktsiyasini tezlashtiradi, bu esa strukturaviy qisqarishning etarli emasligiga olib kelishi mumkin, ammo umuman olganda, termal qisqarishning ta'siri ustunlik qiladi.

2.Kalıplama bosimi:O'rtacha diapazonda qolip bosimini oshirish (odatda 10 MPa dan 30 MPa gacha) siqilish tezligini kamaytirishi mumkin, chunki yuqori bosim mahsulotni yanada ixchamlashtirishi va qatronlar bilan ishlov berish paytida hosil bo'lgan bo'shliqlarni kamaytirishi mumkin. "Yuqori{4}}bosim bilan to'ldirish + past-bosim bilan ishlov berish" ikki-bosqichli siqish tizimini qabul qilish qisqarish tezligini yanada optimallashtirishi mumkin. Bundan tashqari, ikkinchi bosqichda bosim qanchalik kichik bo'lsa va birinchi bosqichda ushlab turish muddati qanchalik uzoq bo'lsa, qisqarishni nazorat qilish effekti shunchalik yaxshi bo'ladi.

3.Bosimni ushlab turish va issiqlikni saqlash vaqti:Bosimni ushlab turish va issiqlikni saqlash vaqtini uzaytirish qatronning o'zaro bog'lanish zichligini oshirishi, chiziqli kengayish koeffitsientini kamaytirishi va shu bilan qisqarish tezligini kamaytirishi mumkin. Oddiy sharoitlarda, issiqlikni saqlash va bosimni ushlab turish muddati 5 daqiqadan 15 minutgacha uzaytirilganda, qisqarish tezligi 20% dan 30% gacha kamayishi mumkin. Biroq, ishlab chiqarish samaradorligining pasayishiga olib kelishi mumkin bo'lgan ortiqcha cho'zilishdan qochish kerak. Vaqtni mahsulotning qalinligi va materialning xususiyatlari bilan birgalikda oqilona belgilash kerak.

4.Kalıplama usuli:Sovuq demoldingning qisqarish tezligi (60 darajadan pastroq sovutilganda qolipdan tushirish) issiq qolipga qaraganda pastroq (100 darajadan yuqori haroratda tushirish), chunki sovuq qolipdan tushirish mahsulotning qolipdan keyin ikkilamchi sovutish qisqarishini kamaytirishi mumkin; ammo sovuq demolding ishlab chiqarish tsiklini uzaytiradi va tanlov mahsulotning aniq talablari va ishlab chiqarish samaradorligi maqsadlarining har tomonlama muvozanati asosida amalga oshirilishi kerak.

IV. SMC kompozit qoliplarining qisqarish tezligini nazorat qilish usullari va qolip dizaynining asosiy nuqtalari

Mahsulotlarning o'lchovli aniqligini ta'minlash uchun qisqarish tezligini uchta jihatdan har tomonlama boshqarish kerak: materialni shakllantirish, jarayonni optimallashtirish va qolip dizayni. Ular orasida qolipni loyihalash bosqichida qisqarish kompensatsiyasi ommaviy ishlab chiqarishning aniqligini kafolatlash uchun hal qiluvchi qadamdir:

1. Materialni shakllantirishni optimallashtirish nazorati

Asosiy qisqarish tezligini 0,05% dan past darajada ushlab turish uchun past siqilishli qatronlar (masalan, vinil efir qatroni) yoki 5% dan 8% gacha past qisqaruvchi qo'shimchalar (masalan, vinil asetat sopolimeri) qo'shilishi afzalroqdir, bu esa shrintning yuqishi xavfini kamaytiradi.

Shisha tolaning tarkibini (massa ulushi bo'yicha 25% dan 30% gacha) va uning uzunligini (3 dan 6 mm gacha) oqilona sozlash orqali mahsulotning mexanik mustahkamligini ta'minlagan holda qisqarish tezligini kamaytirish mumkin. Bundan tashqari, qisqarishni inhibe qilish ta'sirini kuchaytirish uchun 10% dan 20% gacha noorganik plomba moddalari (masalan, talk kukuni) qo'shilishi mumkin.

1. Stirolning bug'lanishi tufayli qisqarish tezligining g'ayritabiiy o'sishiga yo'l qo'ymaslik va materialning ishlashi barqarorligini ta'minlash uchun qoliplash birikmasining uchuvchi tarkibini va uning saqlash muhitini va vaqtini qat'iy nazorat qiling.

2. Kalıplama jarayonini optimallashtirish nazorati

Ikki bosqichli siqish tizimini qabul qiling: birinchi bosqichda materialni to'liq to'ldirishni ta'minlash uchun qolip bo'shlig'ini to'ldirish uchun yuqori bosim (20 ~ 25 MPa) qo'llaniladi; ikkinchi bosqichda bosim past bosimga (5 ~ 10MPa) qattiqlashishi, strukturaviy qisqarish kuchlanishini kamaytirishi uchun kamayadi, bu qisqarish tezligini 15% ~ 25% ga kamaytirishi va siqilish barqarorligini yaxshilashi mumkin.

Haroratni nazorat qilish egri chizig'ini optimallashtiring: notekis qisqarishga olib keladigan mahalliy qizib ketishning oldini olish uchun gradient isitish rejimini qabul qiling (avval 5 daqiqa davomida 135 daraja oldindan qizdiring, so'ngra qattiqlashish uchun haroratni 150 darajaga oshiring); qattiqlashgandan so'ng, termal qisqarish gradientini kamaytirish va qisqarish stressini kamaytirish uchun sekin sovutish usulidan foydalaning.

Bosimni ushlab turish va issiqlikni saqlash vaqtining aniq mosligi: mahsulot qalinligi asosida turli xil sozlamalar amalga oshiriladi. Yupqa{1}}devorli mahsulotlar uchun (<5mm), the pressure holding time is 5 to 8 minutes, and for thick-walled products (>10 mm), bu 12 dan 15 minutgacha. Bu qatronning to'liq tiklanishini ta'minlaydi va keyingi bosqichda qisqarishning o'zgarishini kamaytiradi.

3. Qolib loyihalashda qisqarish kompensatsiyasining asosiy nuqtalari

Siqilish tezligini tanlash printsipi: qolipni loyihalashda kompensatsiya qisqarish tezligi material formulasi parametrlari, mahsulot strukturasi xususiyatlari va qoliplash jarayoni shartlari bilan birgalikda aniqlanishi kerak. Odatda, o'lchangan qisqarish tezligiga 10% dan 20% gacha marj qo'shiladi. Murakkab tuzilmali{4}}mahsulotlar uchun maqsadli mahalliy kompensatsiya turli qismlardagi qisqarish farqiga qarab amalga oshirilishi kerak (masalan, qalin{5}}devor bilan qoplangan joylarda kompensatsiya stavkasini 5% ga oshirish mumkin).

Qolib strukturasini optimallashtirish: presslash jarayonida elastik deformatsiyani oldini olish uchun qolipning umumiy qattiqligini oshirish; uchuvchi moddalar va havoni samarali chiqarib yuborish, qisqarish bo'shliqlarini kamaytirish uchun egzoz yivlarini oqilona o'rnating (chuqurlik 0,03 dan 0,05 mm gacha nazorat qilinadi); Bir xil material oqimini ta'minlash va anizotropik qisqarishni minimallashtirish uchun eshiklarning holati va sonini optimallashtirish.

Keyingi tuzatish choralari: Yuqori-aniqlikdagi mahsulotlar uchun "sinovli qoliplash - o'lchovli o'lchov - qolipni to'g'rilash"ning tsiklik optimallashtirish jarayoni qabul qilinishi kerak. Haqiqiy qisqarish tezligi birinchi buyumning o'lchamdagi og'ishidan kelib chiqadi, so'ngra qolipning bo'shliq o'lchamlari yakuniy aniqlikni ta'minlash uchun elektr toki bilan ishlov berish kabi usullar orqali mahalliy darajada nozik- sozlanadi.

V. Tegishli standartlar va sinov talablari

SMC kompozit material qoliplarining qisqarish tezligini sinovdan o'tkazish va tasniflash GB / T 15568-2024 "Umumiy varaqni qoliplash birikmasi (SMC)" milliy standartiga qat'iy rioya qilishi kerak (ushbu standart GB / T 15568-2008 o'rnini egalladi). Standart qisqarish ko'rsatkichlari uchun tasniflash talablarini va tegishli sinov usullarini aniq belgilaydi:

1. Siqilish ko'rsatkichlari bo'yicha tasniflash: Standart SMC ni qisqarish ko'rsatkichlariga qarab S1 dan S4 gacha bo'lgan to'rtta sinfga ajratadi. Har bir daraja qisqarish tezligining ma'lum bir diapazoniga mos keladi. Haqiqiy tanlovlarni amalga oshirayotganda, noto'g'ri material tanlashdan kelib chiqadigan o'lchamdagi og'ishlarga yo'l qo'ymaslik uchun mahsulotning aniq talablari asosida materialni mos keladigan sinf bilan moslashtirish kerak.

2. Sinov usuli: qolipni bosish disk shaklidagi-namunalar yordamida amalga oshiriladi. Chiziqli qisqarish tezligi qolip bo'shlig'ining diametri va xona haroratida namunaning diametri o'rtasidagi farqni o'lchash yo'li bilan hisoblanadi. Sinov jarayonida sinov shartlari qat'iy nazorat qilinishi kerak. Sinov natijalarini haqiqiy ishlab chiqarish stsenariylari bilan solishtirish uchun qolipni bosish harorati 141 darajaga o'rnatiladi va ushlab turish vaqti 10 minut.

VI. Umumiy muammolar va qarshi choralar

Haqiqiy ommaviy ishlab chiqarish jarayonida g'ayritabiiy qisqarish tezligi mahsulotlarning egriligi, o'lchamdagi og'ishlar va sirt yoriqlari kabi sifat nuqsonlarini osongina keltirib chiqarishi mumkin. Umumiy muammolarga qarshi maxsus choralar quyidagilardan iborat:

Haddan tashqari qisqarish tezligi kichikroq o'lchamlarga olib keladi. Asosiy chora-tadbirlar quyidagilardan iborat: past qisqarishli qo'shimchalar miqdorini 5% dan 8% gacha oshirish, qoliplash bosimini 5 dan 10 MPa ga oshirish va ushlab turish vaqtini 3 dan 5 minutgacha uzaytirish. Agar materialning uchuvchi tarkibi standartdan oshib ketganligi aniqlansa, muammoni uning manbasida hal qilish uchun malakali qoliplash materiallarini o'z vaqtida almashtirish kerak.

2. Noto'g'ri qisqarish deformatsiyaga olib keladi: Asosiy echimlar: yuqori va pastki qoliplar orasidagi harorat farqini 5 daraja ichida saqlash, deformatsiyadan keyin mahsulotning erkin deformatsiyasini cheklash uchun sovutish moslamalaridan foydalanish, mahsulot strukturasini optimallashtirish (qattiqlikni oshirish uchun qovurg'a qo'shish kabi) va har bir qismning bir xildagi material oqimi tezligini ta'minlash uchun eshik o'rnini sozlash.

3. Anizotropik qisqarish yig'ilishning og'ishini keltirib chiqaradi: Optimallashtirish echimlari quyidagilarni o'z ichiga oladi: material oqimi yo'nalishini mahsulotning yig'ish mos yozuvlar yo'nalishiga mos kelishi uchun qolip bo'shlig'i dizaynini sozlash; tolaning yo'nalishi darajasini pasaytirish uchun tola uzunligini 3 mm dan 6 mm gacha oshirish; qolip bo'shlig'idagi material oqimi holatini muvozanatlash va qisqarish farqini kamaytirish uchun ko'p-nuqtali eshik dizaynini qabul qilish.

Xulosa

SMC kompozit materiallar qoliplarining qisqarish tezligi materialning xususiyatlari, qolib dizayni va qoliplash jarayonlarining keng qamrovli aksidir. Asosiy boshqaruv mantig'i quyidagicha: past qisqarish formulasini loyihalash orqali asosiy qisqarish tezligini kamaytirish, jarayon parametrlarini optimallashtirish orqali qattiqlashuv va termal qisqarish jarayonlarini tartibga solish va qolip qisqarishini qoplash orqali o'lchamdagi og'ishlarni bartaraf etish. Sanoat ommaviy ishlab chiqarishda SMC mahsulotlarini aniq va barqaror ishlab chiqarishga erishish uchun mahsulotning aniq talablari, moddiy formulalar parametrlari va ishlab chiqarish jarayoni shartlari asosida qisqarish tezligini qoplash qiymatini aniq aniqlash kerak. Yuqori aniqlikdagi mahsulotlar uchun (o'lchovli bardoshlik ± 0,05 mm), qisqarish tezligi 0,03% dan past bo'lishini ta'minlash uchun "moslashtirilgan material formulasi + ikki-bosqichli presslash jarayoni + ikkilamchi qolipni to'g'rilash" kombinatsiyalangan yechimini qabul qilish tavsiya etiladi.