【正文】 的數(shù)據(jù)來源于對鋼或?qū)︻惒牧系臏y試。 例如，ASM手冊（1992）列出了 聚合物對鋼鐵的摩擦數(shù)據(jù)，如表一所示。一般情況下，聚合物的摩擦系數(shù)發(fā)現(xiàn)需要高度依賴于表面粗糙度和溫度。那些可用在熱塑性塑料上數(shù)據(jù)一般是在室溫下獲得的，當(dāng)試圖用它估計(jì)在模具彈射力時(shí)，這些數(shù)據(jù)使用是有限制的。背景在摩擦的基本方程式中，兩滑動(dòng)機(jī)構(gòu)間的摩擦力F等于把兩個(gè)物體按在一起的正常力乘以一個(gè)常數(shù)，即摩擦系數(shù)u。啟動(dòng)兩個(gè)機(jī)構(gòu)之間的力通常要比保持兩個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的力大。因此，靜摩擦力系數(shù)u，被定義為啟動(dòng)兩個(gè)機(jī)構(gòu)所需力與正常力的比： ASTM D 1894標(biāo)準(zhǔn)中，塑料薄膜、薄板靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的的摩擦系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，F(xiàn)代表需要移動(dòng)雪橇的力量，N是雪橇的重量（圖1）。確定靜摩擦系數(shù)時(shí)，F(xiàn)是雪橇開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的最大力。確定動(dòng)力學(xué)摩擦系數(shù)時(shí)，F(xiàn)為雪橇移動(dòng)時(shí)的平均力。摩擦由一個(gè)附著組件和一個(gè)變形的組件組成的。在金屬和聚合物之間，摩擦粘合組件依賴于塑料傾向濕并且向金屬蔓延。這是對任何擁有不同表面能量材料的情況。潤濕性受化學(xué)鍵影響，機(jī)械糾纏，物理和化學(xué)吸附，靜電吸引力力量，以及這些的組合（卡格爾，1973）。變形組件是指每一種材料的物理表面，以及如何可以彼此滑動(dòng)物理表面。 注射成型零件和模具核心之間的摩擦系數(shù)是一個(gè)彈射力的主要組成部分，作為由門杰斯（2001年），格蘭威爾（1971）和Titomanlio和詹森（1996）的彈射力模型的例證。由于高溫和壓力因素，在注塑成型周期準(zhǔn)確地確定一個(gè)有效的摩擦系數(shù)是困難的，起影響的因素包括心理壓力，附著力，變形，表面粗糙度和收縮。增加機(jī)械兩個(gè)表面之間的摩擦能夠增加表面粗糙度。雖然金屬聚合物的摩擦力可通過降低表面粗糙度而減小，但一個(gè)非常光滑的金屬表面會(huì)增加附著力的影響，實(shí)際上還會(huì)增加摩擦力（佐佐木等人，2000）。雖然是兩個(gè)摩擦部件，但并不總是獨(dú)立行事。不論是摩擦粘連組件或組件的摩擦變形取決于在特定環(huán)境下聚合物材料的特性、溫度和壓力?？紤]到高分子材料摩擦，極性在確定粘連中起著決定性作用。模型粘接預(yù)示著選擇兩種材料的極性交配優(yōu)化了潤濕和附著力條件（Wu, 1982, Ch. 11）。這是在聚合物材料之間的摩擦的重要因素?？諝庵械慕饘俨牧媳砻鏁?huì)形成一氧化層，所以極性不是使聚合物和金屬之間摩擦的一個(gè)因素。雖然聚合物和快速制造材料之間的摩擦參考材料很難找到，但一些論文有關(guān)于這方面的材料。伯克和馬洛伊（1991）通過使用彈射力模型計(jì)算高密度聚乙烯鋼（高密度聚乙烯）三種不同的表面粗糙度的摩擦系數(shù)。 圖1Czichos（1983）通過使用針腳上盤配置和兩個(gè)不同的法向力測量熱塑性塑料鋼的摩擦系數(shù)。，略低于高的法向力。費(fèi)雷拉等人 （2002）在高溫下使用原型設(shè)備和“面的復(fù)制”，即軟化的聚合物和應(yīng)用的一些力量，使其發(fā)生在其反對表面的印記，測量了聚丙烯和聚碳酸酯摩擦系數(shù)。聚碳酸酯在常溫下的摩擦系數(shù)該系數(shù)與公布的數(shù)據(jù)相匹配。但是在高溫復(fù)制后，表面溫度更高。在高溫下的聚丙烯的摩擦系數(shù)表面復(fù)制后比公布的數(shù)據(jù)低。進(jìn)一步測試顯示，表面粗糙度和溫度對摩擦系數(shù)有影響（Muschalle，2001）。馬爾多納多（1998）使用三不同的法向力在四個(gè)不同的表面熱塑性塑料上測量動(dòng)態(tài)摩擦，并且修改了ASTM D 1894標(biāo)準(zhǔn)。門奇斯和班格特（1981年）使用通過彈射力測量的聚丙烯的摩擦系數(shù)來研究表面粗糙度，表面壓力，模具溫度，冷卻時(shí)間這些數(shù)據(jù)的變化。在這項(xiàng)工作中，高密度聚乙烯和高沖擊聚苯乙烯（HIPS）靜態(tài)摩擦系數(shù)測定與修改后的ASTM D 1894 標(biāo)準(zhǔn)中的P 20模具鋼，LaserFormST 100和SL5170立體樹脂相背。該數(shù)據(jù)均先在室溫。第二，在彈射溫度。第三，標(biāo)本在更高的溫加熱后，對板壓，冷卻到彈射溫度。這試驗(yàn)的目的是比較注塑模仁材料的摩擦系數(shù)，和高溫下的更接近加工條件。測試儀器和程序摩擦試驗(yàn)，是按照修改的ASTM D 1894標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。使用的設(shè)備包括測量雪橇夾具的摩擦系數(shù)的器具（材料測試科技有限公司）安裝在配備了Sensotec25英鎊稱重傳感器的Instron4507測試儀和爐（圖2）。資料收集點(diǎn)100個(gè)讀數(shù)率。熱電偶分別安裝在每盤兩個(gè)標(biāo)本的位置。圖2 摩擦測試儀器：上碟標(biāo)本（左）在雪橇爐，測試儀（右） ASTM D 1984標(biāo)準(zhǔn)的修改內(nèi)容包括升高溫度的一些測試，以每分鐘25毫米（1英寸）慢速度，而不是用推薦的150MM（6英寸）每分鐘，并且拉短距離，即大約25毫米（一英寸）對建議的125毫米（五英寸）。速度較慢的拉力更適合測量靜摩擦系數(shù)因?yàn)檩^高的速度會(huì)引起雪橇猛地，和一個(gè)不可靠測量力。使用短距離的拉力，是由于靜摩擦力，只有一定的力來設(shè)置雪橇運(yùn)動(dòng)是必要的。測試矩陣見表二。兩個(gè)熱塑性塑料三個(gè)模具插入材料在三種溫度條件下進(jìn)行了測試。（）及所附的雪橇用雙面，耐高溫玻璃纖維膠帶。插入模具材料標(biāo)本約125毫米（五英寸）由250mm的（一〇英寸）寬長，并在底板上的儀器定位。第一溫條件為室溫，228C（718F）。第二個(gè)條件是射出溫度，即注塑件從注塑機(jī)彈出來時(shí)的溫度。第二溫度條件是模擬摩擦的注塑成型過程的環(huán)境。第三個(gè)條件包括先加熱到高架溫度，然后在測試前冷卻至彈射溫度。而在高溫下，（2磅）的質(zhì)量放在雪橇。當(dāng)達(dá)到板射出溫度，重量去掉，樣本開始測試。第三個(gè)溫度條件的目的是要加印樣品表面的板塊雪橇上的標(biāo)本。此模擬的環(huán)境與成型零件彈射的表面條件是相同的。圖二測試程序在插入適當(dāng)?shù)牟牧蠒r(shí)開始。該板塊標(biāo)本在每個(gè)測試之前用丙酮清洗。室溫測試，直到雪橇沿板塊移動(dòng)才開始拉它。在彈出的溫度測試中，直到板塊到達(dá)指定的初始溫度，爐盤才能傾斜。在儀器經(jīng)過指定時(shí)間浸泡后，直到雪橇沿板塊移動(dòng)才開始拉它。在高溫試驗(yàn)中，物體被平放在雪橇上面，直到板塊到達(dá)指定的初始溫度，爐盤才能傾斜。在指定浸泡時(shí)間后，該板塊被冷卻到規(guī)定溫度在拉（射出溫度）。然后取出的物體，拉雪橇，直到它是沿著板移動(dòng)。記錄在所有情況下拉力和時(shí)間。每個(gè)測試集條件是重復(fù)五次，并且每個(gè)測試都使用新的雪橇標(biāo)本。表二測試矩陣 板狀試樣 雪橇標(biāo)本 臨時(shí) 初步板 浸泡時(shí)間 全板溫度 負(fù)載公斤（磅 ） 氣溫8C（8F） (min) (F)環(huán)境 P 20鋼 高密度聚乙烯 無 RT 22 (71) N/A RT 22 (71) P 20鋼 高抗沖聚苯乙烯 無 RT 22 (71) N/A RT 22 (71) 意法半導(dǎo)體 100 高密度聚乙烯 無 RT 22 (71) N/A RT 22 (71 （燒結(jié)） 意法半導(dǎo)體 100 高抗沖聚苯乙烯 無 RT 22 (71) N/A RT 22 (71)（燒結(jié)） SL5170（樹脂）高密度聚乙烯 無 RT 22 (71) N/A RT 22 (71) SL5170（樹脂）高抗沖聚苯乙烯 無 RT 22 (71) N/A RT 22 (71) P 20鋼 高密度聚乙烯 無 50 (120) 1 50 (120)彈射溫度 P 20鋼 高抗沖聚苯乙烯 無 50 (120) 1 50 (120) 意法半導(dǎo)體 100 高密度聚乙烯 無 50 (120) 1 50(120) （燒結(jié)） 意法半導(dǎo)體 100 高抗沖聚苯乙烯 無 50 (120) 1 50 (120)（燒結(jié)） SL5170（樹脂）高密度聚乙烯 無 55 (130) 2 55 (130) SL5170（樹脂）高抗沖聚苯乙烯 無 55 (130) 2 55 (130)溫度升高 P 20鋼 高密度聚乙烯 (2) 120 (250) 1 50 (120) P 20鋼 高抗沖聚苯乙烯 (2) 150 (300) 1 50 (120) 意法半導(dǎo)體 100 高密度聚乙烯 (2) 120 (250) 1 50(120) （燒結(jié)） 意法半導(dǎo)體 100 高抗沖聚苯乙烯 (2) 150 (300) 1 50(120)（燒結(jié)） SL5170（樹脂）高密度聚乙烯 (2) 120 (250) 2 55 (130) SL5170（樹脂）高抗沖聚苯乙烯 (2) 150 (300) 2 55 (130)結(jié)果與討論 摩擦系數(shù)的結(jié)果顯示在圖3和圖4上。一般的數(shù)據(jù)顯示出了一些預(yù)期的趨勢。例如，在室溫下，高抗沖聚苯乙烯的摩擦系數(shù)較大于其他三種板類聚乙烯材料。另外熱塑性樹脂摩擦系數(shù)板系數(shù)都比對金屬板高。高密度聚乙烯溫度沒有使P20鋼，意法半導(dǎo)體 100，或SL5170高密度聚乙烯得摩擦系數(shù)發(fā)生顯著變化。對于P20鋼的核心，在溫度中系數(shù)差異并不明顯。與室溫下的測試相比，彈射溫度測試中ST 100和SL5170芯的摩擦系數(shù)增大了。這可能是因?yàn)檎尺B摩擦元件在加熱測試時(shí)變得更加明顯。ST 100核心從射出溫度到升高溫度，摩擦系數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對于SL5170的核心有一個(gè)意想不到的結(jié)果，實(shí)際上從彈射溫度到升高溫度摩擦系數(shù)略有下降。在所有情況下，升高印記試樣表面的初始溫度被推定會(huì)增加摩擦力系數(shù)。這不是對任何情況下的高密度聚乙烯的測試。無系數(shù)的變化（P20鋼和ST 100）和系數(shù)略有下降（在SL5170的情況下）可能由于板的雪橇標(biāo)本的收縮和由于印圖案導(dǎo)致接觸面積的減小。HDPE是一種結(jié)晶聚合物，而且比無定形聚合物HIPS收縮的多。相對于無定形材料，晶體結(jié)構(gòu)可以使自己變得更嚴(yán)格的，和冷卻的聚合物一樣更有序。然而，人們注意到的不是很印跡格局的顯著高密度聚乙烯標(biāo)本。因此，該溫度樣品被加熱可能尚未高到足以充分軟化聚合物。三種板材料之間的高密度聚乙烯摩擦系數(shù)關(guān)系與預(yù)料的一樣。系數(shù)為高密度聚乙烯樹脂的SL5170為最高，因?yàn)楸砻娴木酆衔锊牧媳砻娴男再|(zhì)，也由于這個(gè)板塊粗糙度比其他兩個(gè)高。ST 100的HDPE系數(shù)最低的，因?yàn)檫@一板的表面粗糙度比其他兩個(gè)低。ST 100板導(dǎo)電性最高，這可能促成了減少粘附在散熱，在激烈的測試速度更快的熱量。此外，高密度聚乙烯是一種非極性材料，有助于其粘附其缺乏的材料.。高抗沖聚苯乙烯高抗沖聚苯乙烯摩擦比高密度聚乙烯結(jié)果更多元化，并且將由個(gè)別板材料討論結(jié)果。P20鋼的高抗沖聚苯乙烯只有在這種情況下溫度影響較小。雖然期望摩擦系數(shù)會(huì)隨溫度增加，其實(shí)上與室溫測試相比彈射下溫度測試的系數(shù)會(huì)下降。這原因可能是由聚合物軟化，使在兩個(gè)表面粗糙下滑超過對方更容粘附在這種情況下可能不占優(yōu)勢。高架溫度測試導(dǎo)致了平均摩擦小幅增長，但這種差異并不顯著。ST 100高抗沖聚苯乙烯 從這些測試結(jié)果表明，與剛結(jié)果相同的趨勢，除了它是更為明顯。正如案件的P20鋼的核心從室溫到彈射溫度時(shí)系數(shù)下降，可能被解釋由聚合物軟化，允許在兩個(gè)粗糙表面，滑過彼此更容易。在高溫下系數(shù)會(huì)顯著增加可能是由于印跡模接觸面積增加，從粘附，或兩者兼而有之的增加。另請注意的P20鋼表面粗糙度大于ST 100的。在室溫和彈射溫度，這可能導(dǎo)致了更高的鋼板摩擦，而在高溫下它可能會(huì)造成更多的ST 100板的附著力。 SL5170高抗沖聚苯乙烯樹脂 粘附對于樹脂板德加熱測試有非常突出的作用。在脫模溫度，摩擦系數(shù)明顯高于室溫高。而軟化的聚合物比下滑與金屬板阻力小，它加入了樹脂板，造成了較大的高峰摩擦力。高溫下的測試顯示了這種極端的情況下附著力，最有可能的原因是雙方的臀部和SL5170的極性匹配。兩種材料之間的附著最大化時(shí)將其極性是相似的。該模式把印板SL5170軟化高抗沖聚苯乙烯材料也作出了貢獻(xiàn)扣球摩擦力，盡管它可能不會(huì)一直是占主導(dǎo)地位的影響。 圖5顯示了一個(gè)示例，從圖上SL5170高抗沖聚苯乙烯測試。該樹脂圖顯示了一個(gè)初步的高峰之后是一個(gè)大低峰作為標(biāo)本開始下滑。初始峰值可能是需要克服附著力強(qiáng)作用力，需要克服的一個(gè)較小的粗糙度，一旦該標(biāo)本“粘住”。對HIPS的SL5170樹脂高溫測試唯一顯示了這種現(xiàn)象。由于上述相同的極性，HIPS和SL5170相互粘附。極性之間沒有臀部和雙金屬板的影響，因?yàn)榻饘?