Ingenieure wissen, dass die Festigkeit der Schweißnaht eine entscheidende Rolle bei der Konstruktion neuer Teile oder bei der Weiterentwicklung des Designs von fehlgeschlagenen Teilen spielt, die im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Während des Spritzgusses können die Teilegeometrie und Hindernisse für den Schmelzefluss dazu führen, dass sich die Schmelze trennt und wieder verbindet. An dieser Stelle bildet sich eine Bindenaht oder Schmelzlinie, die möglicherweise die mechanischen Eigenschaften des endgültigen Teils beeinträchtigt. Wenn Sie unser Werkzeug zur Festigkeit von Schweißnähten verwenden, erhalten Sie Informationen, die Ihnen helfen, Probleme mit der Schweißnaht zu vermeiden.
Als Ingenieur, der Anwendungsteile entwirft und an der Simulation beteiligt ist, wissen Sie, dass die Festigkeit der Schweißnaht eine entscheidende Rolle bei der Konstruktion neuer Teile oder der Weiterentwicklung der Konstruktion von fehlgeschlagenen Teilen spielt, die spritzgegossen werden. Es ist von entscheidender Bedeutung, den Rückgang der Festigkeit zu berücksichtigen, der sich aus der Bildung von Bindenähten während des Spritzguss Prozesses ergibt, und Design- und Verarbeitung Lösungen anzuwenden, um die Leistung beim Entwerfen einer Anwendung zu verbessern.
Das Weldline Festigkeit Tool von Envalior ist sehr nützlich für Ingenieure, die Anwendungen mit Bindenähten entwerfen, da es Hintergrundinformationen mit Tipps und Tricks zur Vermeidung von Bindenahtproblemen sowie einen Hinweis auf die Festigkeit an der Bindenahtposition liefert.
Es ist am besten, das Weldline Festigkeit Tool so früh wie möglich während der Produktionsentwicklungsphase zu verwenden, damit Sie mögliche Probleme später im Prozess vermeiden können. Beim Spritzguss können die Teilegeometrie und Hindernisse für den Schmelzefluss dazu führen, dass sich die Schmelze trennt und wieder zusammenfügt. An dieser Stelle bildet sich eine Bindenaht oder Schmelzlinie, die möglicherweise die mechanischen Eigenschaften des endgültigen Teils beeinträchtigt. Sie können dieses Problem vermeiden, indem Sie unser Tool verwenden.
Als Benutzer müssen Sie Folgendes eingeben:
Die Werkzeugausgabe umfasst:
Anhand der Informationen aus dem Werkzeug können Sie entscheiden, ob es aufgrund der Bildung von Bindenähten potenziell kritische Bereiche in der Bauteilkonstruktion gibt, z. B. in stark beanspruchten Bereichen. Dann können Sie Methoden in Betracht ziehen, um sie entweder neu zu positionieren oder zu versuchen, ihre Leistung zu verbessern.
Es ist wichtig zu beachten, dass das Werkzeug die Festigkeit von Schmelzfugen mit teilweise parallelem Schmelzfluss nicht quantifiziert, im Gegensatz zum Frontalfluss für Bindenähte.
Der Hauptvorteil des Weldline Festigkeit Tools im Vergleich zu früheren Arbeitsmethoden, bei denen nur generische Knock-Down-Faktoren zur Verfügung standen, besteht darin, dass jetzt sortenspezifische Daten verfügbar sind, die auf den Festigkeit Wert angewendet werden können, der auf einem Standard-Datenblatt angegeben ist. Dies in Kombination mit den Verknüpfungen zur Verarbeitung und Konstruktionsberatung macht das Tool noch vielseitiger und leistungsfähiger bei der Konstruktion und Bewertung von Kunststoff mit Bindenähten.
Das Weldline Festigkeit Tool-Modell basiert auf 500+ physikalischen Experimenten mit spritzgegossenen Zugfestigkeit Stangen im Raum Temperatur, sowohl trocken als auch konditioniert.
Die Festigkeit der Bindenaht kann schwierig zu quantifizieren sein, da sie nicht nur von den Eigenschaften des Materials, sondern auch von der Geometrie und den Verarbeitung abhängt. So alle beispielsweise der Schmelzedruck, die Temperatur der Schmelze/Form, die Einspritzgeschwindigkeit, die Entlüftung und mögliche Verunreinigungen eine entscheidende Rolle Play.
Dieses Werkzeug gibt nur einen groben Hinweis auf die Festigkeit der Bindenaht, da wir diese in unserem Labor mit unseren Geräten gemessen haben. Bei unterschiedlichen Anlagen- oder Prozesseinstellungen kann das Ergebnis variieren, sonstiges noch mehr bei einer anderen Geometrie als bei einer Zugfestigkeit.
Im Durchschnitt beträgt die Standardabweichung (1 Sigma), die wir in unseren Experimenten gemessen haben, etwa 20%, kann aber für bestimmte Sorten größer sein. Diese "technische Genauigkeit" ist in der Tabelle dieses Tools angegeben.
Allen Messungen werden gemäß der Norm ISO 527 1A für Proben mit einer nominalen Dicke von 4,0 mm (0,16 Zoll) durchgeführt, die im Spritzguss hergestellt werden. Im Gegensatz zum normalen Spritzguss von Zugfestigkeit von einer Seite wurden diese Stäbe zweiseitig geformt, um eine Bindefuge in der Mitte des Stabes zu induzieren.
Für Sorten, die Füllstoffe wie Glasfasern enthalten, ist bekannt, dass die Fasern eine bevorzugte Orientierung entlang der Längsachse des Zugfestigkeit Stabes haben, was einen großen Einfluss auf die Steifigkeit und Festigkeit Werte der Spannung-Dehnung-Reaktion hat. Die Bindenaht selbst besteht jedoch in der Regel nicht aus Fasern.
Die Proben wurden gemäß der Norm ISO 1110 "beschleunigte Konditionierung" unter N2-Atmosphäre konditioniert und anschließend vor dem Test bei 50 % relativer Luftfeuchtigkeit äquilibriert.
Anschließend wurden die Zugfestigkeit sowohl bei 23 °C (73 °F) unter trockenen Bedingungen als auch bei 23 °C (73 °F) bei 50 % relativer Dehnung auf ihre Spannung getestet. Alles dieser Zugfestigkeiten wurden auf einer geeigneten bodenstehenden Zugfestigkeit namhafter Hersteller durchgeführt. Typischerweise wurde eine Vorspannung von 10 N, eine Prüfgeschwindigkeit von 1 mm/min (0,04 in/min) für die Bestimmung des Moduls bis zu 0,25 % Dehnung und anschließend eine Prüfgeschwindigkeit von 5 mm/min (0,2 in/min) bis zum Bruch der Probe angewendet.
Im Moment sind wir dabei, das Weldline Festigkeit Tool auf weitere Sorten auszuweiten, abhängig von der Verfügbarkeit experimenteller Daten sowie der Nachfrage nach bestimmten Sorten. Teilen Sie uns mit, welche Sorten Sie suchen, indem Sie das Feedback-Formular unten rechts auf dieser Seite ausfüllen.
Senior Design Expert
Andy Rose studied mechanical engineering at Portsmouth University in the UK. After working at a packaging company where he gained practical experience in extrusion and thermoforming technologies, he transferred to the Netherlands to work for a material supplier. Three years later, he joined DSM in Geleen, the Netherlands. He is now Senior Design Expert within the Design & Digitization group at Envalior. His work is focused on building material and application insights for both customers and internal projects through the use of simulations software in the field of injection molding.
30 November 2023
