Plastics_7_2021

ТЕХНОЛОГИИ П Л А С Т И К С № 7 ( 2 1 3 ) 2 0 2 1 w w w . p l a s t i c s . r u 29 четании с высоким модулем упругости материала обеспечивает высокую жест- кость изделия и, соответственно, малое коробление. Из-за проблем уплотнения толстостенного изделия неравномерная усадка в направлении толщины и дефор- мации поверхностных слоев могут приво- дить к появлению волнистой поверхности, что также является разновидностью коро- бления. Однако последнее невозможно оценить количественно в CAE-системах, поскольку в них, в частности, не учиты- вается неравномерное распределение модулей упругости по слоям отливки. Современные рецептуры стабилиза- ции ПФС обеспечивают относительно высокую термоокислительную стабиль- ность расплава литьевых композиций [7]. Однако длительное время пребывания расплава в материальном цилиндре из- за высокой толщины изделия повышает потенциальную опасность термоокис- лительной деструкции, которую сложно учесть для конкретной конструкции до изготовления литьевой формы. Проблема остаточных напряжений выделена особо из-за отсутствия коли- чественных данных о модулях упругости и сдвига для толстостенных изделий, полу- ченных из рассматриваемого материала, а также предполагаемого негативного влияния на ударопрочность изделия не- однородной макропористой структуры и пустот. Хотя «мягкие» критерии на рис. 1 включают факторы, способствующие по- вышению прочности и ударопрочности спаев (время достижения максимального давления и температуру фронтов пото- ков), эти характеристики спаев отнесены к области неопределенности. Это объяс- няется тем, что для материалов, содержа- щих жесткие волокнистые наполнители, прочностные свойства изделий со спаями значительно снижаются из-за неравно- мерной ориентации частиц волокна в области спая. Однако такое поведение сложно оценить количественно при моде- лировании для конкретных конструкции и условий процесса. Поиск решения Одним из преимуществ инженер- ных расчетов является возможность виртуального рассмотрения вариантов конструкции и технологии при исполь- зовании разных материалов и литьево- го оборудования. Однако для сложных конструкций простой перебор вариантов может привести к тому, что в результате приложенных усилий и многочасовых или многодневных расчетов (в зависимости от количества элементов сетки и рас- четного метода) все варианты окажутся непригодными, и придется все начинать сначала. Путь к решению можно сократить, применяя стратегии последовательного приближения. При выборе приоритетно- го направления улучшения конструкции и технологии принимаются во внимание негативные явления и факторы, имею- щие высокий рейтинг. Например, для материалов с жесткими волокнистыми наполнителями помимо обеспечения за- полняемости (которая важна для любых материалов) к доминирующим факторам, определяющим точность изделия, отно- сится ориентация волокна. В то же время тактика достижения требуемых характе- ристик в отношении точности может быть разной: снижение коробления можно обеспечить при однородной ориентации волокна в максимальной по площади об- ласти изделия или при большом количе- стве малых областей с неоднородной (но разной) ориентацией. В первом варианте повышается анизотропия технологиче- ской усадки (что не всегда можно учесть при конструировании литьевой формы) и механических характеристик литьевого изделия, во втором же технологическая усадка и механические свойства стано- вятся более однородными. Методология поиска решения долж- на быть основана на системном подходе, учитывающем весь комплекс влияющих явлений и факторов, а не только тех, которые отражены в цифровых моделях процесса и материала. Если допускаются изменение термо- пластичного материала и значительная модификация конструкции, практически любая задача имеет множество решений. Обычно это возможно только на началь- ных этапах конструирования изделия и литьевой формы. Поле решений резко сужается, когда существенные изменения конструкции невозможны или связаны с дополнительными затратами. Таким образом, в рассмотренной выше методологии применения CAE- систем подчеркивается особая роль поль- зователя, который должен уметь не толь- ко правильно поставить задачу расчетов и выбрать оптимальные инструменты ее решения (из доступных), но и определить критерии оценки результатов. При этом более эффективное решение может быть получено с использованием менее слож- ных моделей процесса и материала. Это требует хорошей подготовки пользователя и ориентирования в со- ответствующих областях знаний, в том числе касающихся литьевой технологии, оборудования, материаловедения и ин- струментального производства, а также практического опыта решения инженер- ных задач. ЛИТЕРАТУРА 1. Austin C.A. Moldflow design principles. — Melbourne: Moldflow Pty. Ltd. — 1991. — 54 p. 2. Moldflow design guide: A resource for plastics engineers / Ed. by. J. Shoemaker. — Hanser. — 2006. — 326 p. 3. Барвинский И., Барвинская И.Е. Основы компьютерного анализа литья термопластов: балансировка литниковой системы // CADmaster. — 2014. —№2. — С. 62-67. 4. Барвинский И.А., Барвинская И.Е. Проблемы литья под давлением изделий из ПМ: спаи // Полимерные материалы. — 2009. —№7. — С. 25-33. 5. Fathi S., Behravesh A.H. Visualization of the flow history contours at the cross-section of a weld- line in an injected molded part // J. Appl. Polym. Sci. 2008. V. 109. — P. 412. 6. Astor K.G., Cleveland S.R. Ultra high shear rate and their effects on the physical and melt properties of injection molded parts // 61st SPE ANTEC Tech. Papers. — 2003. — P. 3378. 7. Битт В.В., Борисова О.В., Кудрявцева М.В., Калугина Е.В., Саморядов А.В. Термостабиль- ность, стабилизация, технологические примеси полифениленсульфидов // Полимерные трубы. — 2018. —№4. — С. 54-58.