ASTM D955
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ASTM D955
La contracción y la deformación se encuentran entre los principales defectos en el proceso de moldeo por inyección. Estos son difíciles de abordar y controlar, y necesitan mucho tiempo y energía para optimizar el proceso y evitar los defectos. Hay muchos factores y parámetros que necesitan ajustes para mantener la contracción y la deformación de las piezas moldeadas por inyección. La mayoría de estos factores están interrelacionados, lo que puede comprometer las propiedades deseadas del producto final. El proceso debe optimizarse para controlar la contracción inevitable que va de la mano con el procesamiento de polímeros. La optimización de procesos en sí misma es una tarea larga y tediosa que requiere una gran cantidad de capital, energía, tiempo y otros recursos. No solo eso, muchas partes inutilizables se producen durante la optimización por prueba y error, lo que crea una gran cantidad de "residuos de polímeros no degradables".Contracción y deformación
La contracción, que es parte integral del procesamiento de polímeros, se produce cuando la pieza pasa de las temperaturas de moldeo al punto en que la temperatura cruza la temperatura de transición vítrea Tg. Es un fenómeno que, aunque no se puede evitar, se puede controlar. La deformación, por otro lado, es el resultado de una contracción diferencial. En el moldeo por inyección, la contracción tiene lugar en tres tipos: contracción durante el procesamiento que se produce en condiciones extremas, lo que se conoce como "contracción en el molde"; "encogimiento como moldeado" que ocurre justo después de que se abre el molde; y la "contracción posterior al moldeo" que se produce durante el almacenamiento de la pieza moldeada. La "contracción de moldeado" se produce como resultado de las condiciones de procesamiento y la geometría del molde. Se sabe que la presión de retención es el parámetro de proceso más influyente que afecta la contracción; mayor es la presión de mantenimiento, menor es la contracción. En el caso de los experimentos realizados para este estudio, la presión de mantenimiento seleccionada fue aproximadamente el 80% de la presión de inyección. Otro parámetro de procesamiento importante es la temperatura de inyección. El tiempo de congelación de la puerta también es importante, lo que también tiene un impacto en la contracción.
Contracción del molde
La contracción del molde se define como la diferencia entre las dimensiones del molde y la pieza moldeada. Se expresa en milímetros por milímetro o, más comúnmente, como un porcentaje. Por lo general, se cita un valor de contracción general. Alternativamente, se pueden dar dos cifras: paralela (en línea de flujo) y perpendicular al flujo (flujo cruzado). Esto es particularmente importante en el caso de materiales con relleno de vidrio, por ejemplo, ya que puede haber una diferencia significativa entre las dos cifras. Otros factores que afectan la contracción incluyen el diseño de la pieza, el diseño del molde, la temperatura del molde, la presión de inyección y el tiempo del ciclo. La contracción del molde es la contracción del polímero a medida que se enfría después del proceso de moldeo. Por lo general, se utiliza para mecanizar correctamente moldes de inyección para que las dimensiones finales de la pieza sean las deseadas. La contracción del molde puede depender de los parámetros de moldeo utilizados; a menudo se prueban los extremos del rango de procesamiento para el material más un valor de rango medio.
Acondicionamiento
A 23 ± 2◦C entre 16h a 24h. Los materiales que muestran una marcada diferencia en la contracción del molde si se almacenan en una atmósfera húmeda o seca, deben almacenarse en una atmósfera seca. Procedimientos de ensayo Molde al menos cinco muestras, utilizando un molde de 2 cavidades ISO 294-3 Tipo D2, equipado con sensor de presión de cavidad. El equipo de moldeo cumple con las cláusulas 4.2 pertinentes de ISO 294-1 e ISO 294-3. Además, la precisión del sensor de presión de la cavidad debe ser de ± 5%.Los datos de expansión térmica se utilizan a menudo para predecir la contracción en piezas moldeadas por inyección. Los datos de contracción del moldeo por inyección se miden utilizando las pruebas ASTM D 955 e ISO 294 - 4. La máquina se opera de manera que la relación entre el volumen de moldeo y el volumen de carrera del tornillo esté entre el 20 y el 80%, cuando se utilizan las condiciones de moldeo por inyección especificadas en la Parte 2 de la norma de materiales correspondiente. Realice mediciones de contracción del molde en muestras que hayan sido moldeadas de manera que se alcance una o más de las presiones de cavidad preferidas a presión de retención pch de 20, 40, 60, 80 y/o 100 MPa. temperatura colocándolos sobre un material de baja termoconductividad con una carga adecuada para evitar deformaciones. Se descarta cualquier muestra que tenga una deformación> 3% de su longitud. Mida la longitud y el ancho de la cavidad y las muestras moldeadas correspondientes dentro de 0.02 mm a 23 ± 2°C.
Procedimiento de prueba
La longitud o el diámetro de la cavidad se mide según la forma del molde. Los especímenes de prueba se moldean bajo condiciones específicas. Las piezas se enfrían y después de 48 horas se miden las piezas moldeadas y se calcula la contracción. Moldes Intertek PTL para una placa de 5" x 5" x 0,125" (128 x 128 x 3,2 mm), un disco de 4" x 0,125" (114 x 3,2 mm) y una barra de llama de 5" x 0,5" x 0,125" con compuerta final (128 x 12,7 x 3,2 mm) se han medido y se pueden utilizar para evaluaciones de contracción del molde. El moldeado lo realiza una fuente externa aprobada. La contracción del molde se calcula en pulgadas por pulgada (o porcentaje o mm por mm) para las dimensiones y condiciones especificadas.
Método
Esta norma especifica un método para determinar la contracción de moldeo y la contracción posterior al moldeo de especímenes de prueba moldeados por inyección de material termoplástico en las direcciones paralelas y normales a la dirección del flujo de fusión. Para la determinación de la contracción de los termoestables, consulte la norma ISO 2577. La contracción por moldeo, tal como se define en este documento, excluye los efectos de la absorción de humedad. Esto se incluye en la contracción posterior al moldeo y, por lo tanto, en la contracción total. Para los casos en que la contracción posterior al moldeo se debe únicamente a la absorción de humedad, consulte la norma ISO 62. La contracción de moldeo, tal como se define en este documento, representa la llamada contracción libre con deformación ilimitada de las placas de enfriamiento en el molde durante el período de espera. Se considera, por tanto, como el valor máximo de cualquier retracción restringida. ASTM D955-89 describe tres moldes diferentes para medir la contracción (rectangular, cuadrado, circular). La recomendación es utilizar una muestra cuadrada para determinar la contracción paralela y normal al flujo;
- ISO 294-3 proporciona las dimensiones del molde cuadrado para macroescala. El molde correspondiente tiene unas dimensiones totales de 180 mm x 72 mm
- ISO 294-4 informa las fórmulas matemáticas y la metodología de medición para medir las contracciones (molde, post-molde y contracción total). La norma ISO 294-4 se utiliza actualmente para medir las variaciones dimensionales en el moldeo por inyección a macroescala, tanto en las fichas técnicas de los proveedores de materiales como, más escasamente, en las publicaciones técnicas
Sin embargo, la norma ASTM D955-89 recomienda una muestra cuadrada cuando se va a medir la contracción normal al flujo. Por lo tanto, el enfoque adoptado aquí fue implementar una versión reducida del implemento de diseño de molde cuadrado en ISO 294-3. Tal diseño también cumpliría con el diseño de molde cuadrado de ASTM D955-89. En el presente documento, se describirán los pasos para adoptar esta metodología. Como validación de la metodología, se presentan los resultados de los experimentos para determinar si existen efectos estadísticamente significativos de los parámetros de moldeo sobre la contracción. Estos se comparan con la pequeña cantidad de datos previos disponibles en la literatura.
ASTM D955 Se pueden medir tres tipos de muestras (ver abajo). El tipo A mide la contracción solo en la dirección del flujo. Las dimensiones de la cavidad del molde se miden y luego se comparan con la muestra moldeada. La diferencia entre los dos como proporción del tamaño de la cavidad del molde representa la contracción. Dado que las pruebas se realizan en barras o discos, las cifras solo pueden ser una guía, por lo que para las piezas de acoplamiento o aquellas con dimensiones críticas, es posible que se requiera un ajuste fino del molde para lograr una pieza final adecuada. También hay que tener en cuenta que una pieza moldeada de plástico seguirá encogiéndose mucho después de haber sido expulsada del molde. Por esta razón, las cifras de contracción del molde se basan en los cambios de dimensión 24 horas después de moldear la pieza. ISO 294-4 Esta norma utiliza el mismo tamaño de placa que la muestra D2 de la norma ASTM D955.
Tenga en cuenta que esta descripción de la prueba es intencionalmente genérica y tiene como objetivo proporcionar un resumen descriptivo para mejorar la comprensión de la prueba. Debido a restricciones de derechos de autor, no podemos proporcionar copias de los estándares. Los estándares se pueden obtener de las autoridades de estándares correspondientes.
