在高聚物塑料的注射模塑及其它模塑工艺中,冷却固化时间是直接影响制品质量和生产效果的一个重要因素。冷固时间主要取决于制品的厚度,以及模腔壁的温度和材料本身的热性能与结晶状况。在冷却不充分脱模时,会引起制品变形,冷却时间过长不仅降低生产效率。而且对较复杂形状的制品还会造成脱模困难,强行脱模会产生脱模应力影响制品的承载能力。目前,高聚物成型中的冷却时间仍采用经验数据,尤其在新产品的开发中缺乏选定冷却固化时间的依据。
随着流变学、传热学理论和
热应力理论研究的深入,
现代优化理论的出现,伴随着计算机的高速发展,
塑料成型过程中以前无法解决的实际问题和十分复杂的
边界条件,例如材料的热
物性参数随温度而变化等问题,现在采用数值解法求解和分析问题。数值解法可以处理各种复杂的边界条件及非线性问题,如塑料成型过程中的
热传递、热应力、制品的
应力分析等。
对于注塑平板制件的冷却过程中的残余热应力,可以采用单轴拉伸线弹性模型处理,结合对温度场的计算,可以明确直观的模拟聚合物冷却过程中热
残余应力的分布。保压时间短的时候,导致产生很薄的
表皮层和很高的
压应力峰值,制品表面受到的最大压应力高,中心处的最大
拉应力降低,但其拉应力分布的范围宽,受到的总的拉应力和压应力都相应较大。