如何從塑料製品的設計上預防應力開裂?有以下幾點.
塑料製品的形狀和尺寸
在具體設計塑料製品時, 為了有效地分散內應力, 應遵循這樣的原則: 製品外形應儘可能保持連續性, 避免銳角, 直角, 缺口及突然擴大或縮小.
對於塑料製品的邊緣處應設計成圓角, 其中內圓角半徑應大於相鄰兩壁中薄者厚度的70%以上;外圓角半徑則根據製品形狀而確定.
對於壁厚相差較大的部位, 因冷卻速度不同, 易產生冷卻內應力及取向內應力. 因此, 應設計成壁厚儘可能均勻的製件, 如必須壁厚不均勻, 則要進行壁厚差異的漸變過渡.
合理設計金屬嵌件
塑料與金屬的熱膨脹係數相差5~10倍, 因而帶金屬嵌件的塑料製品在冷卻時, 兩者形成的收縮程度不同, 因塑料的收縮比較大而緊緊抱住金屬嵌件, 在嵌件周圍的塑料內層受壓應力, 而外層受拉應力作用, 產生應力集中現象.
在具體設汁嵌件時, 應注意如下幾點, 以幫助減小或消除內應力:
a.儘可能選擇塑料件作為嵌件.
b.儘可能選擇與塑料熱膨脹係數相差小的金屬材料做嵌件材料, 如鋁, 鋁合金及銅等.
c.在金屬嵌件上塗覆一層橡膠或聚氨酯彈性緩衝層, 並保證成型時塗覆層不熔化, 可降低兩者收縮差.
d.對金屬嵌件進行表面脫脂化處理, 可以防止油脂加速製品的應力開裂.
e.金屬嵌件進行適當的預熱處理.
f.金屬嵌件周圍塑料的厚度要充足. 例如, 嵌件外徑為D, 嵌件周圍塑料厚度為h, 則對鋁嵌件塑料厚度h≥0.8D;對於銅嵌件, 塑料厚度h≥0.9D.
g.金屬嵌件應設計成圓滑形狀, 最好帶精緻的滾花紋.
塑料製品上孔的設計
塑料製品上孔的形狀, 孔數及孔的位置都會對內應力集中程度產生很大的影響.
為避免應力開裂, 切忌在塑料製品上開設棱形, 矩形, 方形或多邊形孔. 應儘可能開設圓形孔, 其中橢圓形孔的效果最好, 並應使橢圓形孔的長軸平行於外力作用方向.
如開設圓孔, 可增開等直徑的工藝圓孔, 並使相鄰兩圓孔的中心連接線平行於外力作用方向, 這樣可以取得與橢圓孔相似的效果;還有一種方法, 即在圓孔周圍開設對稱的槽孔, 以分散內應力.