剪切加热

剪切加热是由于粘性耗散引起的温度上升随着剪切加热).当塑料流过一个封闭的通道时,就会发生剪切加热。这包括成型机的喷嘴和模具浇口、流道、浇口和型腔。驱动熔体通过这些通道的压力相当高,可以超过40000 psi。

热力学第一定律这就是所谓的能量守恒定律能量既不能创造也不能毁灭;相反,它会从一种形式转变成另一种形式.在注塑过程中,压力驱动的流动由内能和动能组成,其中机械能转化为热能(热)。相对高粘度和高剪切率的组合,经历了塑性流动通过流道,可以导致显著的粘性耗散。

驱动熔体通过封闭通道(压力驱动流动)所需的高能量是通道静止壁和流动聚合物熔体之间产生的高摩擦力的结果。流动通道上的剪切速率分布与非牛顿流动熔体的速度分布明显相反。由于在注塑过程中流动是层流的,最高的剪切速率在外层层板,靠近固定壁,并在通道中心降为零。因此,剪切加热集中在剪切速率最高的外层层板中(见图1)。使用注塑模拟的研究表明,熔体流经流道时,外层层板的剪切加热很容易超过100F。

剪切加热

图1:流道截面的温差

结果表明,在成型过程中,熔体温度分布明显不均匀。这些显著的变化被大多数人低估了,尽管事实上它们可能是当今注射成型中最大的变化。它们的影响包括多型腔模具的填充不平衡,填充模式,聚合物和添加剂取向,零件收缩,翘曲和残余应力的发展在几乎所有注塑塑料零件。(见剪切诱导熔体变化

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