基于数值模拟的聚合物多腔导管挤出机头设计

随着介入医学的不断发展,医疗领域对医用多腔导管的需求日剧增加,多腔医用导管已经成为微挤出成型技术的研究热点。文章通过数值模拟正交试验设计聚合物多腔导管挤出机头,以挤出速度分布均匀性为目标函数来衡量流道的流动均匀性。利用Polyflow数值模拟,通过正交试验研究了不同流道主要结构参数及制品截面结构尺寸下聚合物熔体的挤出速度分布,根据目标函数确定挤出速度均匀性较好机头结构参数。结果表明:在导管截面面积不变的情况下,口模截面尺寸及流道结构参数是影响挤出机头设计的关键因素。     

基于Poly Flow模拟分析的新型流道系统设计与分析

塑料板膜挤出机头是挤出热塑性板片材的关键性部件。设计不良几何流道将会导致口模出口挤出速度不均及物料在机头内滞留而热分解,从而引起挤出板片材的横向厚度不均及产品质量下降等问题。本文基于PolyFlow数值模拟分析,以直锥管衣架式机头为基础,提出一种新的流线型流道系统设计方法。经优化设计参数,从模拟结果中取得了良好的挤出效果。并通过了初步的实验验证。     

基于响应面法的轮胎胎面挤出机机头流道结构参数优化

建立轮胎胎面挤出机机头流道几何模型,运用数值仿真方法对胶料在机头流道内的流场进行仿真分析;流道出口截面胶料流动速度方差为流动速度均匀性的评价指标,通过Plackett Burman(PB)试验方法从8个流道结构参数中筛选出3个关键结构参数(夹角A和B及出口宽度D);采用中心复合设计(CCD)方法对3个关键结构参数对胶料挤出质量的影响规律进行分析,并经响应面法分析获得优化结构参数。结果表明:机头流道的3个关键结构参数A,B和D是影响胶料挤出质量的关键因素;优化流道结构能显著改善挤出胶料流动速度均匀性,提高胶料挤出质量。     

基于数值模拟的异型材口模优化设计

针对一种异型材挤出口模,对其流道进行参数化建模,利用数值模拟计算熔体在口模中的流场,以熔体在口模出口处的速度均匀性为优化目标,对口模压缩段入口截面形状和尺寸进行了优化设计.结果表明,经优化设计后的出口速度均匀性得到显著提高.这对复杂型材挤出模的设计具有重要意义.     

硬质PVC低发泡板材机头的设计

在硬质PVC低发泡配方研究的基础上,对发泡板材(1000×8mm)衣架式机头进行了设计。在设计过程中遵照口模挤出物在宽度方向上的厚度,必须均匀一致;熔料质点从机头流道不同位置处,流过的时间必须相等;以及发泡特点,合理地选择机头结构和几何参数。     

电线包覆机头优化设计

利用ANSYS软件对电线包覆胶料流场进行分析,研究包覆机头流道结构参数和工艺参数对电线包覆质量的影响,并依据模拟结果对电线包覆机头进行优化设计。结果表明,当电线包覆机头成型段长度为28 mm、模芯外锥角为39°、模套内锥角为45°、芯线牵引速度为0.16 m·s^-1时,胶料挤出均匀,电线包覆质量好。     

基于Pro／E的鱼尾式片材模具设计

本文利用Pro／E设计软件进行鱼尾式片材挤出摸具的设计．利用软件中的塑料顾问,对物料在鱼尾式机头流道内的流场进行模拟;并通过改变扇形区阻流块高度与长度,对物料往模具中熔体流动时机头内熔体压力和出口速度均匀性的影响进行了分析和讨论;对实际挤出模具的设计具行一定的指导意义。     

两端进料式宽幅片材挤出机头流道流场分析

建立两端进料式宽幅片材挤出机头流道三维几何模型,并对物料在流道内的流动进行数值模拟.模拟结果表明,流道内部压力在沿挤出方向递减的同时逐渐趋于横向均匀.高度分别为5和8 mm的阻尼部分对比分析表明,适当调整阻尼部分高度,可影响出口区域挤出速度横向分布,使横向挤出压力和速度更均匀.     

橡胶异型材挤出模头的设计

橡胶异型材板式模头设计的关键点是如何使口模区的胶料流速均匀一致和如何确定口模的形状尺寸。由于巴拉斯效应，口模出料处的截面形状与异型材的截面形状不同，根据流变学设计出初始口型曲线尺寸后，需进行试挤以修正口型曲线和尺寸。对于截面形状宽窄不均的异型材，可以增大宽尺寸处口模的成型长度，或减小窄尺寸处口模的成型长度。对于有芯板式模头，可在口模大缝隙对应的流道上设置阻尼块，或增加大缝隙处挤出口型长度，亦可采用偏心法使大、小缝隙胶料的挤出速度保持一致。     

L型宽幅挤出机头挤出稳定性研究

通过ANSYS软件对L型宽幅挤出机头流道三维非等温流场进行数值模拟,分析高分子物料在非等温挤出过程中的流场规律,探讨机头流道壁面温度、进料口压力、阻尼宽度和阻尼高度等参数对机头流道内物料流动的影响规律。结果表明:阻尼宽度对物料具有明显的调压作用;机头流道参数对物料挤出压力和挤出均匀性的影响趋势不同,当壁面温度为338～343 K、进料口压力为15.0～19.6 MPa、阻尼宽度为8 mm、阻尼高度为3 mm时,物料挤出均匀性和稳定性较好,可实现高分子片材挤出质量和挤出产量的平衡。     

计算机Pro/E软件设计鱼尾式片材模具

本文利用计算机Pro/E设计软件进行鱼尾式片材挤出模具的设计,利用软件中的塑料顾问,对物料在鱼尾式机头流道内的流场进行模拟:并通过改变扇形区阻流块高度与长度,对物料在模具中熔体流动时机头内熔体压力和出口速度均匀性的影响进行了分析和讨论;这对实际挤出模具的设计具有一定的指导意义。     

ABS衣架式模头的失效分析及其结构改进

利用有限元软件Polyflow对失效ABS棒材挤出模头的流道进行了数值模拟,得出压降过大是模头失效的主要原因。为降低模头压降提出改进方案:歧管的入口半径增大5 mm,模头压降降低了1.83 MPa,且出口速度分布更加均匀;扇形区的厚度增大2 mm,模头压降降低了2.06 MPa,但出口的速度变得更加不均匀;扇形区的厚度沿幅宽方向变化的模头改进相比对应的等厚度扇形区的模头压降降低了0.27 MPa,同时改善了模头出口速度的均匀性,但对压降与模头出口速度均匀性的改善效果并不明显;在歧管半径增大5 mm、扇形区厚度增大2 mm的改进基础上,双衣架模头的结构改进方法能将模头的压降降低了5.47 MPa。工艺改变特别是温度变化,对衣架式模头的正常挤出影响很大,当温度分别为260、240、225℃时,模头和分配器的总压降分别为5.9、10.7、14.2 MPa。通过对失效模头的各个关键参数进行改进模拟,定量地获得了各因素对模头压降与速度分布的影响规律和趋势,为类似衣架式模头的设计提供了思路和参考依据。     

对顶式内衬层生产线挤出机机头流道优化分析

采用Ansys-polyflow软件对对顶式内衬层生产线挤出机机头流道流场进行优化分析。机头流道结构直接影响挤出出口断面宽度方向胶料流速、温度、压力和剪切速率分布的均匀性。减小机头流道中部区域的阻尼,可有效解决半成品中间壁厚偏小和两边壁厚偏大的问题;增大机头流道分散角有助于优化胶料流动,有效减小出口断面宽度方向不同部位胶料流速、压力、温度和剪切速率差值。优化设计挤出机机头流道呈鱼尾状,流经流道的胶料呈压缩式层流流动,基本实现了出口断面宽度方向胶料流速、压力、温度和剪切速率分布均匀。     

多腔精密医用导管机头结构及口模设计研究

介绍了较佳的多腔精密医用导管机头结构,并对两类典型多腔精密医用导管的机头定型段流场进行了数值模拟分析,获得了出口截面上的速度分布图。同时研究了截面上沿最大壁厚路径及最小壁厚路径上的速度分布,提出了整个截面速度均匀性的定义。此外,综合实际挤出过程中注气这一特征,给出了修正后的口模截面形状,同时进行了定型段流场的模拟。结果表明:修正后口模截面的速度均匀性和壁厚均匀性都有了很大的提高,这对同类机头的结构设计及口模截面的确定具有较强的参考价值。     

一种轮胎橡胶挤出机机头流道优化设计方法

正本发明提供了一种轮胎橡胶挤出机机头流道优化设计方法,首先建立机头流道模型,通过基于Polyflow模流分析、PlackettBuman试验方法、响应面分析法和模拟退火优化算法,计算出最优的机头流道结构参数设计值;通过挤出胶料横截面积的仿真值与实测值检验Polyflow模     

超高摩尔质量聚乙烯薄膜挤出成型有限元模拟

建立了超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)薄膜熔体挤出成型有限元模型,采用鱼尾式机头设计了厚度为1mm、幅度为100 mm的UHMWPE薄膜挤出模具,基于有限元软件Polyflow对挤出流道内熔体的流动开展了有限元模拟,采用不同几何模型分别获得了流道内熔体速度和压力的分布规律。分析了有无阻流块、有无稳流区和不同长度成型区对流动的影响,获得了阻流块高度、稳流区长度、成型区长度对挤出成型的影响规律和影响效果,对UHMWPE薄膜挤出口模设计给出了建议。     

挤出发泡用环形口模内流场的数值模拟及分析研究

运用POLYFLOW软件对挤出发泡环形口模内的压力场和剪切场进行数值模拟,系统分析了流道出口间隙、流道收敛角以及增设平直段对机头建压能力和对物料剪切的影响,并比较了具有相近建压能力的不同口模结构内的剪切流场。结果表明:相较于减小出口间隙,减小收敛角和增设平直段更有助于控制口模流道内的剪切速率,避免剪切生热过大,对挤出发泡成型产生不利影响。     

中心静脉导管挤出成型的Polyflow优化与模具设计

以中心静脉导管挤出成型精度为研究对象，借助Polyflow软件通过反变形技术分析得出精确的口模截面形状及尺寸；通过压缩角、口模成型段长度、间隙角度等参数进行了3因素2水平的正交试验仿真，借助方差分析得到中心静脉导管最佳的挤出模具流道结构参数，并通过生产实际验证了仿真分析结果。结果表明，该挤出模具生产成品率高，对相关类型挤出模具的开发具有一定的借鉴意义。     

T形异型材挤出口模的逆向数值模拟

采用Polyflow软件对3种过渡段形状不同的T形异型材口模进行逆向挤出数值模拟,得到T形挤出口模的口型以及聚合物熔体在口模内的速度场和压力场分布。模拟结果显示了T形挤出口模出口口型与口模流道形状结构的变化无关,而适当加宽流道比直角形流道的挤出速度和压力分布更均匀。     

PVC-U塑料门窗异型材挤出型坯的成型控制

从异型材产品截面、挤出机头设计与调试和工艺参数控制出发,结合笔者多年从事挤出模设计、试模的经验,提出了获得优良型坯、实现口模均匀出料的方案。