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一、取向效应的定义
聚合物分子的取向最初由流动过程中的剪切应力引起。当聚合物仍处于高温并且消除了剪切应力时，取向将松弛。当同时存在剪切和冻结时，将会禁止取向。当聚合物有机会松弛取向时，在平行于流动的方向上通常会有较高的收缩率。
对于结晶性材料，分子可能会在垂直方向上压缩得较紧，从而导致垂直于流动方向上的收缩率较高，这种情况在倾向于剪切引起的结晶性材料中比较常见。
对于纤维填充材料，纤维的取向要优先于分子取向。纤维取向不一定在流动方向上。当材料取向方向的平行收缩与垂直收缩之间的存在差异，就可称之为取向效应。
通常，影响取向效应的因素包括：
-浇口位置引起的充填模式及平衡。
-工艺设置，特别是填充时间和保压曲线。
-冷却系统设计和参数。
二、减少取向效应引起的变形
下图示节选自moldflow应用手册，根据红色框内提示，解决取向效应导致的翘曲，可能的解决方案包括：
1. 通过优化工艺条件（优化填充）
2. 更改浇口位置（优化填充）
3. 减少模具温度变化（优化冷却）
4. 减少各向异性收缩率的变化
2.1 案例一
制品尺寸为550 X 35 X 17.5,主壁厚为2.5mm。材料选用PP+GF30(RTP 0105 CC FR)的材料进行分析。浇口位置及壁厚分布如图示。原始方案工艺设置如下图。
从以上分析结果可以看出，制品出现变形的主要原因是取向效应。材料为纤维填充材料时，可以使用“平均纤维取向”和“纤维取向张量”结果，帮助了解纤维取向，平均纤维取向是指整个单元在一段时间内的平均纤维取向。如下图所示。
从以上结果判断，玻纤在如图所示方向取向，垂直于取向方向的收缩大于取向方向的收缩，因此产品向上翘。因此改善变形的方向是尽量改变取向方向。下面我们将侧壁壁厚减薄到1.5mm,其它位置壁厚不变，工艺设置不变，浇口位置不变。
总变形降至2.2mm,取向效应已出现偏移，下面通过更改保压曲线降低收缩不均引起的变形，达到降低总体变形的目的。更改后的保压曲线如下图：
2.2 案例二
制品尺寸为106 X 55 X 20,主壁厚为2.0mm。材料选用PA66+GF30(Wellamid 6600-PA66-GV 30 HWV0CP)的材料进行分析。原始方案浇口位置如下图。此产品问题点：产品底部变形严重，如图所示。
从以上分析结果可以看出，制品出现变形的主要原因是取向效应。材料为纤维填充材料时，可以使用“平均纤维取向”和“纤维取向张量”结果，帮助了解纤维取向，平均纤维取向是指整个单元在一段时间内的平均纤维取向。如下图所示。
从平均纤维取向结果判断，我们应尽量使玻纤排向变为垂直方向，由于浇口方案无法改变，因此需要从改产品壁厚入手，从而达到改变玻纤排向的目的。更改后的壁厚分布及变形结果如下图：
2.3 案例三
制品尺寸为200 X 100 X 12,主壁厚为2.0mm。材料选用PP+Talc40(PRC25TF4-Black)的材料进行分析。原始方案浇口位置如下图。
此制品所用材料与前述两个案例不同，为不含纤维PP料。引起变形的主因是收缩不均，但仍有取向效应引起的变形。是否可以通过调整取向效应引起的变形来降低总变形？含纤维材料可通过平均纤维取向结果帮助了解取向，而不含纤维的分析可通过查看“材料取向”结果来判定。如下图所示：
取向引起的翘曲与收缩引起的翘曲一样，鞍翘曲由高平行收缩引起，浇口位于圆盘中心，径向为平行收缩，当径向收缩大于周长方向收缩出现鞍翘曲。半球体收缩由高垂直收缩引起，当周长方向收缩大于径向收缩时出现。
通过查看材料属性，第一主方向的CTE值小于第二主方向的CTE值，在取向方向上的收缩小于垂直于取向方向上的收缩，因此出现半球形翘曲，与分析的变形趋势一致。我们可以通过更改取向方向来帮助达到降低总变形的效果。将浇口位置改到长条形短边的中心，最终变形情况如下图所示：
取向具有幅度或方向的问题。当幅度引起取向问题时，对于非填充材料，我们可以查看剪切应力水平，了解问题是否与取向幅度有关，如果应力相对较高，则问题可能与幅度有关。这时，更改工艺条件，降低剪切应力可能会减少取向问题，包括提高模具或熔体温度，或更改注射时间等。对于纤维填充材料，注射速度对纤维取向分布有着重大影响。通常，较快的填充时间会使得更多纤维沿流动方向取向，而沿垂直于流动方向取向的纤维较少。壁厚变化也会影响取向幅度。通常，壁越厚，取向成为问题的可能性越低，但是，增加壁厚大多不可取，因为会增加材料重量。
当方向导致取向问题时，更改流动前沿的形状。对于填充和非填充材料来说，填充模式应尽可能平衡。
155-2731-8020
