Numerical simulation and experimental validation of residual stress induced constrained shrinkage of injection molded parts

In this paper a numerical analysis of in-mold constrained shrinkage of injection molded parts is presented, considering the residual stresses produced during the packing and cooling stages. Residual stresses are the main reasons of shrinkage and warpage of the injected parts. In regards to the viscoelastic characteristics of polymeric materials, mold constraints have noticeable effects on the final dimensions of the molded parts. A numerical analysis was developed and experimentally examined for constrained shrinkage using a case study: a plate containing the holes (as constraints). The results indicated a good agreement between the numerical solution and the experimental data.

---

Przedstawiono podstawy analizy numerycznej wymienionego w tytule zagadnienia w odniesieniu do skurczu na etapach docisku i chłodzenia w formie. Naprężenia własne stanowią główną przyczynę skurczu i odkształcania kształtek. Na końcowe ich wymiary wyraźny wpływ wywierają przeszkody w gnieździe formy wtryskowej. Wnioski wynikające z obliczeń symulacyjnych (rys. 4 i 6) porównano z wynikami doświadczalnymi otrzymanymi w badaniach z zastosowaniem kształtki o specjalnej konstrukcji (rys. 3) wykonanej z terpolimeru akrylonitryl/butadien/styren, uzyskując dobrą zgodność (rys. 7).