工艺参数对聚丙烯/聚酰胺6共混物水辅助共注塑管件壁厚及性能的影响

基于自行搭建的水辅助共注塑实验平台,通过正交实验制备了系列水辅助共注塑管件,探究工艺参数对各层壁厚、拉伸性能及各相结晶的影响。结果表明,外层壁厚随着外层熔体温度、注水压力、内层熔体注射压力、模具温度增大而逐渐减小,随着熔体注射切换延迟时间、注水延迟时间增大而逐渐增大;内层壁厚随着注水延迟时间、内层熔体注射压力增大而逐渐增大,随着注水压力、模具温度增大而逐渐减小;管件拉伸强度随着外层熔体温度增大而逐渐减小,随着熔体注射切换延迟时间、注水延迟时间增大而逐渐增大;工艺参数会影响到成型壁厚及冷却进程,进而影响各相结晶度,最终影响管件性能。     

工艺参数对聚丙烯/聚酰胺6共混材料WAIM管件性能及微观形态的影响

基于自行搭建的水辅助注射成型(WAIM)实验平台对聚丙烯/聚酰胺6（PP/PA6）共混材料进行WAIM实验,探究工艺参数对PP/PA6共混材料的WAIM管件的残余壁厚、表观质量及力学性能的影响,并进行了微观形态观测。结果表明,随着熔体温度、模具温度和注水压力的增加,塑件残余壁厚逐渐减小;随着注水延迟时间的增加,塑件残余壁厚逐渐增大;随着模具温度、注水延迟时间的增加,管件拉伸强度逐步增大;随着熔体温度、注水压力的增大,管件拉伸强度逐步减小;工艺参数通过温度场的变化影响熔体的成核和晶体长大从而影响结晶度,结晶度越高,管件的拉伸强度越高。     

方管短玻璃纤维增强聚丙烯高压水穿透行为研究

采用方形截面管件,以短玻璃纤维增强聚丙烯为原料,通过溢流法水辅助注射成型实验探究了熔体注射温度、注水延迟时间和注水压力等工艺参数对制件宏观现象的影响机理,并分析了高压水在方形管道中的穿透行为。结果表明,当熔体温度升高时,方管的直角边和斜边残余壁厚都呈减小趋势,但温度过高时会出现管件收缩现象,管件截面中空面积增大且截面形状与高压水的穿透前沿形状一致,偏圆形,但截面的圆率逐渐减小;当注水压力增加时,管件残余壁厚减小,截面中空面积增大,其截面形状随着注水压力的增加逐渐与型腔结构一致,偏方形;当注水延迟时间增加时,管件残余壁厚增大,中空截面减小且管件截面形状也与高压水前穿透前沿一致,偏圆形,但相较另外两个参数,注水延迟时间对方管件的影响程度更小,因而对截面的圆率影响不大。     

工艺参数对水辅注塑弯管壁厚的影响

利用华南理工大学自主研发的注水系统和水辅注塑弯管模具,研究了熔体温度、模具温度、注水延迟时间、熔体注射量、注水压力、注水温度、熔体注射速率和熔体注射压力等8个水辅成型主要工艺参数对聚丙烯制品壁厚偏差率的影响,并分析了影响机理。结果表明,部分工艺参数对于制品弯曲段的壁厚偏差率有影响;增加注水延迟时间,降低注水压力和模具温度,短射填充区的制品壁厚的偏差率有所减小;提高熔体温度,壁厚偏差率的波动幅度增大。     

不同水针口径下的水辅助注射成型数值模拟

使用流体力学软件,对使用溢流法的三维120 °~150 °弯曲圆管件进行了水辅助注射成型可视化研究。分别改变水针口径尺寸、注水延迟时间、注水压力与熔体温度,分析其对制件内部水穿透行为的影响。结果表明,水针口直径为7 mm时,能显著增加制件的内部穿透长度并得到残余壁厚更薄的制件;受水针结构影响,注水延迟时间为1 s、注水压力为8 MPa、熔体温度为250 ℃时,水穿透长度最优能增长400 %,壁厚减少20 %;在注水延迟时间为1 s、注水压力为10 MPa、熔体温度为230 ℃时,穿透长度最大达到298 mm;注水延迟时间为1 s、注水压力为8 MPa、熔体温度为250 ℃时,比熔体温度为210 ℃和230 ℃的实验组受水针影响严重;缩短注水延迟时间、增加注水压力、升高熔体温度都能有效增大制件的中空率,成型出更薄的管件,但是水针对水辅助注射成型的影响不容忽视,其微小变化能极大地改变成型制件的内部型腔,有效提高水穿透行为的效率。     

注水参数对水辅助注射成型充填过程影响的数值模拟

建立水辅助注射成型二维、瞬态、非定常流动模型,采用黏度幂律模型,在k ω湍流模型下,充分考虑注射水的湍流特性以及熔体前沿的喷注效应,采用有限体积法（VOF）对充填过程中的注水速度、注水温度和注水延迟时间等注水控制参数的影响进行数值模拟。结果表明,注水速度的增加会增加水在熔体中的穿透长度,并且会减小残余壁厚;注水温度对水的穿透长度和残余壁厚的影响均不显著;随着注水延迟时间的增长,水的穿透长度和残余壁厚均有增加的趋势。     

气辅成型过程气体穿透行为与工艺参数优化的试验研究

基于带平板的回形管式气体辅助成型样件对气体穿透行为和残余壁厚与气辅工艺参数的关系进行了研究分析.试验结果表明,气辅工艺参数如气体延迟时间、气体注射压力和熔体预注射量是影响气体辅助成型中气体穿透长度和残余壁厚的重要因素,而各参数间的交互作用致使气体穿透与残余壁厚的变化趋势更为复杂.     

溢流法水辅注塑中注水参数对水穿透的影响分析

借助外挂有自主研发的注水系统及模具的注塑系统,采用单因素法实验分析了注水压力、注水温度和注水延迟时间等注水参数对水穿透及产品品质的影响规律及机理。研究发现,注水压力越大,试样残余壁厚越薄,内壁面也更加的光亮;低注水压力下,水的穿透容易出现界面不稳定现象,注水压力越高,水的穿透居中性越好;注水温度对试样残余壁厚的影响不明显;注水延迟时间增加,试样残余壁厚增加,且能有效削弱低注水压力下水穿透的界面不稳定现象。     

水辅助注塑制品水穿透长度和残留壁厚的研究

介绍了自主研发的水辅助注塑设备以及一款经过大量实验后得到的新型喷嘴,并通过单因素实验法研究了短射法成型聚丙烯弯管时工艺参数对制品水穿透长度和沿水道的残留壁厚的影响。结果表明,熔体注射量对水穿透长度影响最大,当其增加13．5％时水穿透长度减小了153mm；沿水道上制品注水后充填部分比注水前充填部分的残留壁厚减小约0．5～1．0 mm；提高注水压力与增加注水延迟时间时注水后填充部分的残留壁厚略有减小。     

方管短玻纤增强聚合物水辅注射成型穿透模拟及实验

制件的穿透过程一直是水辅助注塑成型(WAIM)研究的热点。基于描述聚合物复合材料的黏弹性方程White-Metzner及流体动力学三大控制方程,采用有限体积法(FVM)开发的软件对由直线构成的方形截面管材短玻璃纤维增强聚合物水辅注射成型的穿透行为进行了数值模拟分析,并通过实验进行验证。分析中主要考虑工艺参数(熔体温度、注水压力、熔体注射量、纤维含量和注水延迟时间)及不同成型方法对制件性能的影响规律。结果表明,熔体温度和注水压力的增加会使制件的中空率增大,而随着延迟时间和注射量的增大,中空率减小;其他工艺参数不变,玻璃纤维含量越高中空率越小,这些现象进一步印证了前人的实验结果。溢流法成型制件的穿透截面形状趋于圆形,玻纤含量越高,圆率越大;短射法成型制件的穿透截面形状趋于型腔截面,且注射量和玻纤含量越高,穿透截面形状越偏离型腔截面;实验结果与模拟相符。     

基于响应面法的水辅助共注塑管件的工艺参数优化

以最小总壁厚及内层壁厚为目标,基于响应面法（RSM）对成型工艺参数进行优化。由单因素实验确定总壁厚和内层熔体壁厚的主要影响因素;由Plackett Burman试验确定关键因素;再通过Box Behnken试验设计和响应面法分析与优化,获得最小总壁厚和内层熔体壁厚的工艺条件为：注水压力7.5 MPa,注水延迟时间2s,内层熔体温度215℃;在优化条件下,利用Design-expert模型预测总壁厚和内层壁厚与实验结果吻合较好,表明响应面法能够优化水辅助共注塑管件最小壁厚的工艺参数。     

不同截面型腔的溢流法流体辅助注塑工艺的实验分析

基于自行构建的流体辅助注塑实验平台,对5种不同截面型腔管件的溢流法气体辅助注塑(GAIM)和水辅助注塑(WAIM)进行了实验研究。研究了辅助介质对管件流体穿透截面形状、残余壁厚大小和流体穿透率的影响规律以及工艺参数对流体穿透率的影响规律,并分析了其影响机理。实验发现:气体的穿透截面趋于型腔截面形状,水的穿透截面趋于圆形;GAIM的五截面管件的最小残余壁厚均大于WAIM,最大残余壁厚均随着内切圆圆心到壁面的最大距离的减小而减小;气体的穿透率较水的穿透率小,均随着圆率的增加而增加,随气体/水注射压力的增加而增加,随气体/水注射延迟时间的增加而减小,随熔体注射温度的增加而有所增加。这些发现为GAIM和WAIM制品截面设计及工艺参数调节提供了参考。     

工艺参数对水辅助熔体充模流动的影响

基于水辅助注塑仿真模具,采用示踪技术,对不同注水延迟时间、注水压力、熔体温度和熔体填充量下的水辅助充模的熔体流痕进行了考察,研究了工艺参数对熔体流动的影响.实验结果表明:随着注水延迟时间的增加,一次穿透中的回流区域呈向水道边靠近的趋势,随水流动的熔体减少,受强剪切作用的熔体区域在水道边变窄.熔体温度低,模壁附近的高黏度...     

气辅注射成型工艺参数对气体穿透行为的影响

考察了气辅注射成型工艺参数(延迟时间、气体压力、熔体温度、预注射量)对气体穿透行为的影响。研究表明,延迟时间越短、熔体温度越高,残余壁厚越小。另外,预注射量、延迟时间和熔体温度对穿透长度的影响最为显著,即预注射量越大、延迟时间越短、熔体温度越低,穿透长度越长。结合此前研究者的数值模拟结果可以看出,残余壁厚率与通过数值方法得到的结果是较为一致的.     

工艺参数对水辅助注塑弯曲圆管内径的影响

采用聚丙烯(PP)材料,研究了工艺参数对水辅助注塑弯曲圆管制品内径的影响.结果表明:缩短注水延迟时间、提高注水压力,制品内径增大.提高模具温度,由水辅助填充的弯曲段和平直段内径有所减小.熔体温度越高,内径沿水道方向的变化幅度越大.提高水温,内径总体上呈减小趋势.提高熔体注射压力,由短射熔体填充的弯曲段和平直段内径呈增大趋势.     

水辅助注塑制品残留壁厚和穿透长度影响因素的研究

为能水辅助注塑成型壁厚较小且较均匀的聚丙烯弯管,设计了一种自锁式喷嘴,既满足高流量的要求,又可防止熔体堵塞喷嘴。在相同的工艺条件下,分别使用自锁式喷嘴和孔形喷嘴,对成型的弯管壁厚进行比较,结果表明:与孔形喷嘴相比,使用自锁式喷嘴时制品的残留壁厚更小更均匀。此外,使用该自锁式喷嘴,研究了水辅助注塑中注水压力和延迟时间对制品残留壁厚和水穿透长度的影响.     

水辅助注射成型充填过程中工艺参数影响的数值模拟

基于Hele-Shaw流动模型,对一直管的水辅助注射成型的充填过程的工艺参数的影响进行数值模拟.通过单因素实验法研究了工艺参数对水穿透长度与其厚度分数的影响.结果表明,熔体注射量对水穿透距离影响最大,而熔体温度、模具温度、注水温度、注水压力对水穿透距离与其厚度分数的影响不是很明显.     

短玻纤聚丙烯水辅注塑中注水压力控制方式的数值模拟

基于广义非牛顿本构方程,采用有限体积法对不同注水压力控制方式下短玻纤聚丙烯水辅注射成型进行数值模拟。研究表明,注水压力控制方式的改变,会对水辅注塑制件的残余壁厚、偏心率产生一定的影响;使用折线式的控制方式,不同分组之间残余壁厚大小相近,偏心率均较大,同一分组下残余壁厚的变化较小;使用阶跃式的控制方式,不同分组下残余壁厚大小都不相近,且偏心率较小,同一分组下残余壁厚的变化较大。     

薄壁塑件注射压缩成型热残余应力仿真研究

使用Moldflow MPI/Injection-compression模块对薄壁塑件顺序注射压缩成型工艺进行了仿真,采用单因素试验研究了熔体温度、模具温度、延迟时间、压缩距离、压缩速度、压缩压力和保压压力对脱模后热残余应力的影响。仿真结果表明,顺序注射压缩成型薄壁制件热残余应力分布规律与常规注射成型相似,但是前者热残余应力较小且沿流动方向更为均匀;热残余应力随熔体温度、模具温度、压缩距离、压缩速度的增加而减小,随延迟时间和保压压力的增加而增大;压缩压力大于熔体流动阻力后,继续增大压缩力对热残余应力无影响。     

基于正交试验的PET瓶拉伸吹塑优化设计

针对部分聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）成型瓶靠近底端壁厚较小的缺陷,采用Polyflow仿真软件对PET瓶拉伸吹塑成型过程进行数值模拟。重点采用交互作用的正交试验方法,对瓶坯的加热温度、拉伸杆拉伸速度、预吹压力、延迟时间和高吹压力等工艺参数进行优化组合,使瓶子的最小厚度增大,瓶体更加均匀。结果表明,较优组合工艺参数分别为：延迟时间0.06 s、拉伸速度为1.6 m/s、预吹压力0.7 MPa、瓶坯温度110 ℃;优化后最小壁厚增大了28 %,瓶体壁厚均匀度提高了63 %。