如何从塑料制品的设计上预防应力开裂?有以下几点.
塑料制品的形状和尺寸
在具体设计塑料制品时, 为了有效地分散内应力, 应遵循这样的原则: 制品外形应尽可能保持连续性, 避免锐角, 直角, 缺口及突然扩大或缩小.
对于塑料制品的边缘处应设计成圆角, 其中内圆角半径应大于相邻两壁中薄者厚度的70%以上;外圆角半径则根据制品形状而确定.
对于壁厚相差较大的部位, 因冷却速度不同, 易产生冷却内应力及取向内应力. 因此, 应设计成壁厚尽可能均匀的制件, 如必须壁厚不均匀, 则要进行壁厚差异的渐变过渡.
合理设计金属嵌件
塑料与金属的热膨胀系数相差5~10倍, 因而带金属嵌件的塑料制品在冷却时, 两者形成的收缩程度不同, 因塑料的收缩比较大而紧紧抱住金属嵌件, 在嵌件周围的塑料内层受压应力, 而外层受拉应力作用, 产生应力集中现象.
在具体设汁嵌件时, 应注意如下几点, 以帮助减小或消除内应力:
a.尽可能选择塑料件作为嵌件.
b.尽可能选择与塑料热膨胀系数相差小的金属材料做嵌件材料, 如铝, 铝合金及铜等.
c.在金属嵌件上涂覆一层橡胶或聚氨酯弹性缓冲层, 并保证成型时涂覆层不熔化, 可降低两者收缩差.
d.对金属嵌件进行表面脱脂化处理, 可以防止油脂加速制品的应力开裂.
e.金属嵌件进行适当的预热处理.
f.金属嵌件周围塑料的厚度要充足. 例如, 嵌件外径为D, 嵌件周围塑料厚度为h, 则对铝嵌件塑料厚度h≥0.8D;对于铜嵌件, 塑料厚度h≥0.9D.
g.金属嵌件应设计成圆滑形状, 最好带精致的滚花纹.
塑料制品上孔的设计
塑料制品上孔的形状, 孔数及孔的位置都会对内应力集中程度产生很大的影响.
为避免应力开裂, 切忌在塑料制品上开设棱形, 矩形, 方形或多边形孔. 应尽可能开设圆形孔, 其中椭圆形孔的效果最好, 并应使椭圆形孔的长轴平行于外力作用方向.
如开设圆孔, 可增开等直径的工艺圆孔, 并使相邻两圆孔的中心连接线平行于外力作用方向, 这样可以取得与椭圆孔相似的效果;还有一种方法, 即在圆孔周围开设对称的槽孔, 以分散内应力.