Las tensiones internas en los productos de inyección

Existen muchas razones para la generación de tensiones internas, tales como:

  • Fuertes fuerzas de corte actuando sobre la fusión de plástico durante el proceso.
  • La presencia de efectos de orientación y cristalización durante el proceso.
  • Dificultades extremas para lograr el enfriamiento uniformes para diferentes partes de la fusión.
  • Plasticización desigual de la fusión.
  • Dificultades en el desmoldeo del producto.

Todos estos factores pueden llevar a la generación de tensiones internas. Dependiendo de las razones de la tensión interna, se puede categorizar en los siguientes tipos.

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1. Tensión interna de orientación

La tensión interna de orientación es una forma de tensión interna que se genera en el plástico fundido durante el proceso de llenado, flujo y compactación en el molde, cuando las cadenas de polímero de gran tamaño se alinean en una dirección específica y su configuración orientada se congela.

El proceso específico de generación de la tensión de orientación es el siguiente:

La temperatura del material fundido cerca de las paredes del canal de flujo disminuye rápidamente debido a la velocidad de enfriamiento, lo que resulta en un aumento de la viscosidad en la capa exterior del material fundido.

Esto provoca que el material fundido en la capa central de la cavidad del molde fluya mucho más rápido que la capa superficial, lo que resulta en la aplicación de fuerzas de corte entre las capas internas del material fundido y, en consecuencia, genera orientación en la dirección del flujo.

La congelación de las grandes cadenas de polímero orientadas dentro de los productos de plástico implica la existencia de una deformación elástica reversible no liberada. Por lo tanto, el estrés de orientación es la fuerza interna cuando las cadenas de polímero hacen la transición desde una configuración orientada a una no orientada en el diagrama de energía de configuración.

Los métodos de tratamiento térmico se pueden utilizar para reducir o eliminar el estrés de orientación dentro de los productos de plástico.

La distribución del estrés de orientación dentro de los productos de plástico disminuye desde la superficie hasta el interior y sigue un patrón parabólico.

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2. Tensión Interna por Enfriamiento

La tensión interna por enfriamiento es un tipo de tensión interna que se genera en los productos de plástico durante el proceso de enfriamiento y solidificación debido a una contracción desigual.

Esto es especialmente notable en productos de plástico de paredes gruesas. En tales casos, la capa exterior del producto de plástico se enfría y solidifica primero, mientras que la capa interior puede seguir en estado fundido.

Como resultado, la capa interior restringe la contracción de la capa superficial, lo que lleva a una tensión compresiva en la capa interior y una tensión de tracción en la capa superficial.

La distribución de la tensión interna por enfriamiento en los productos de plástico aumenta desde la superficie hacia el interior y sigue un patrón parabólico.

Además, los productos plásticos con inserciones metálicas también pueden desarrollar tensiones internas debido a la significativa diferencia en los coeficientes de expansión térmica entre el metal y el plástico, lo que resulta en una contracción desigual.

Aparte de los dos principales tipos de tensiones internas mencionados anteriormente, existen varios otros tipos de tensiones internas.

  • Para los productos plásticos cristalinos, las diferencias en la estructura cristalina y la cristalinidad entre diversas partes del producto también pueden generar tensiones internas.
  • También existen tensiones relacionadas con la configuración y tensiones de desmoldeo, aunque por lo general estas tensiones internas representan una proporción menor.

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