双组分注射成型件体积收缩的数值模拟研究

以ABS为第一次成型的内嵌件材料,PP为第二次成型的外嵌件材料,通过对双组分注射成型的数值模拟,系统研究了熔体注射温度、模具温度、注射时间、保压时间和冷却时间等工艺参数对其平均体积收缩率的影响规律,并基于流变学理论,揭示了其影响机理。结果表明,随着熔体注射温度和模具温度的升高,双组分注射成型制品的体积收缩增加,而随着注射时间、保压时间和冷却时间的增加,其平均体积收缩率减小。     

微孔塑料注射成型制品体积收缩与翘曲变形数值分析

采用Moldflow软件，通过微孔注射成型过程的数值模拟，系统研究了熔体注射温度、模具温度对其体积收缩、翘曲变形和残余应力的影响规律，并基于流变学理论，揭示了其影响机理。研究结果表明，随着熔体注射温度和模具温度增加，微孔注射制品翘曲变形和残余应力均增加，成型制品的体积收缩随着熔体注射温度升高而增加，而随着模具温度升高而减小。本研究为微孔注射成型工艺和模具的设计提供理论指导。     

玻璃纤维增强聚丙烯制品翘曲变形的研究

针对玻璃纤维增强聚丙烯(PP/GF)注射成型制品存在的翘曲变形缺陷,研究了注射工艺参数如模具温度、喷嘴温度、注射速率、保压压力和保压时间对制品成型收缩率及翘曲的影响。结果表明,随着模具温度、喷嘴温度和保压压力的降低,制品的翘曲减小;适当提高注射速率和减少保压时间也可减小制品翘曲。     

振动注射成型中模腔冷却过程的研究

研究了振动注射成型中模腔内聚合物溶体产生的振动剪切热,并研究在振动作用下模腔内物料的冷却过程。结果表明,模腔内熔体的温升速率随着振动频率、应变振幅及振动剪切速率的增加而增加,随熔体温度的增加而减少。由于振动剪切换,使振动注射成型需要更长的冷却时间。     

高密度聚乙烯薄壁件注射成型时的结晶特性研究

用Moldflow MPI5.0软件的Flow 3D模块仿真及同步热分析仪分析的方法,研究了熔体温度及注射速率对薄壁件注射成型时结晶特性的影响。结果表明,熔体温度为175、195、215 ℃时,在厚度为0.8 mm的高密度聚乙烯薄壁件的注射成型过程中,在流动方向上,浇口附近的剪切速率和熔融热焓远大于其他各处,且二者均随着与浇口间距离的增加而迅速降低;从距浇口1.5 mm处到制品末端,剪切速率稳定在2000～4000 s-1之间;从距浇口5 mm处至制品末端,熔融热焓的变化不明显;熔体温度为215 ℃时,制品的熔融热焓最高;随着注射速率的增加,浇口处的最大剪切速率亦增加。     

注射成型工艺对制品收缩与翘曲的不同影响

以PP盒形制品为例,设计了一种测量方案使得收缩与翘曲可以独立度量,分别考察了这两者在不同工艺水平下的变化。使用单因素方差分析表确定熔体温度、保压压力等注射成型工艺参数对收缩与翘曲的影响程度,并以置信区间图示出各参数对收缩与翘曲的影响规律。通过对实验数据的总结发现,保压压力对收缩影响最为显著,而模具温度对翘曲影响最显著。制品收缩与翘曲随工艺参数变化呈3种不同特征：收缩与翘曲呈相反的变化趋势,提高注射速率或熔体温度,制品收缩率减小而翘曲增大;随保压压力升高收缩率单调减少而翘曲呈“U”形曲线变化;调整其他工艺参数,收缩与翘曲有相同的变化趋势。这些影响规律的总结为减小注射成型中塑料制品的收缩与翘曲提供依据。     

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。     

成型工艺参数对MBS、PP注塑件收缩率的影响

运用Taguchi技术研究了成型工艺参数对甲基丙烯酸甲酯-丁二烯一苯乙烯共聚物(MBS)和聚丙烯(PP)注塑制品收缩率的影响,并获得优化的成型工艺参数以使制品的收缩率最小.以碱性蓄电池壳为例,利用L9(34)正交矩阵进行实验,研究对比了成型工艺参数对制品收缩率的影响程度.结果表明,所选成型工艺参数中冷却时间和注射时间对MBS制品的收缩率影响较大.熔体温度和冷却时间对PP制品的收缩率影响较大.     

注塑压缩成型工艺参数对塑料透镜体积收缩率的影响

利用自主设计加工的透镜模具,选取综合性能较好的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为实验原料,通过Moldflow数值模拟和实验验证相结合,研究了塑料透镜注塑压缩成型过程的工艺参数对体积收缩率的影响规律。模拟结果表明:熔体温度变化是造成体积收缩的主要原因,当温度由205℃升至245℃时,体积收缩率从4.98%增加至6.149%;而随着压缩延迟时间的增加,体积收缩率先从5.671%升高到6.295%,然后又降至4.889%;模具温度升高,体积收缩率增大;体积收缩率随着压缩距离的增加先降低后升高,在压缩距离为1.6mm时最小;此外,注射时间在1.2s时的体积收缩率最小;对透镜进行注塑生产,透镜的实际测量结果与模拟分析结果基本吻合。     

基于CAE技术的医用SEBS注塑成型收缩率的模拟计算

采用Moldflow软件对医用SEBS制品的成型过程进行仿真实验,以体积收缩率为评价指标,研究了工艺参数的改变对制品收缩率的影响。并通过圆柱形试样注塑成型实验,验证模拟了实验中工艺参数对收缩变形规律的影响。结果表明,熔体温度和保压压力的变化对塑件体积收缩率的影响较为显著;通过圆柱形试样的模拟及实验验证,得出了医用瓶塞注塑成型模拟实验的结果具有一定的参考价值,并确定了医用瓶塞的最佳工艺方案组合:熔体温度180℃,注射压力25 Mpa,保压压力20 Mpa,模具温度20℃,保压时间16 s。最小收缩率为1.76%,小于其他工艺条件下的收缩率,说明注塑工艺对SEBS制品的收缩变形具有较大影响。     

PA成型收缩率与注射工艺条件的关系

分析了注塑制品的收缩机理及收缩过程，并讨论了聚酰胺（PA）注射成型过程中模腔平均压力、熔体温度、模温、充模速率、成型时间等工艺条件对其收缩率的影响及制品后收缩率的因素，给出了减小制品收缩率，提高制品尺寸稳定性的方法。     

有光缝纫线升级产品的开发

通过试验分析了熔体的特性粘数、纺丝速度、拉伸倍率、定型温度对1.33 dtex×38 mm有光缝纫线型短纤维强度、伸长率和干热收缩率的影响。结果表明:单方面提高特性粘数、纺丝速度、拉伸倍率、定型温度有利于提高纤维的强度,降低纤维的伸长率;干热收缩率受定型温度的影响;特性粘数和纺丝速度对可拉伸倍率有影响。在实际生产中,工艺参数的选择要考虑相互之间的影响和设备的状况。工业化试验的纤维断裂强度为6.52 cN/dtex、断裂伸长率为23.07%、干热收缩率3.4%,达到了进口产品标准。     

不同工艺下反应釜内PS/CO_2均相体系流变性能模拟

利用Fluent软件模拟不同工艺条件下反应釜内锥形混合元件所受的扭矩,依据锥板流变仪原理获得反应釜内PS/CO_2均相体的黏度,并分析熔体温度、CO_2质量浓度对均相体流变性能的影响。结果表明,当剪切速率一定时,升高熔体温度或CO_2质量浓度有助于降低均相体黏度;当熔体温度和CO_2质量浓度一定时,剪切速率越高,均相体黏度越低;且温度较低时,黏度随着CO_2浓度升高而下降的更剧烈。而均相体的黏度对于快速降压口模的压力降率有直接影响,对于如何获得更大的压力降率有指导作用。     

基于非连续超临界N2注气系统的聚丙烯发泡注塑工艺参数

将聚丙烯与1%的滑石粉混合造粒,使用N2作为物理发泡剂,通过自行搭建的非连续超临界N2注气系统,研究发泡注塑工艺过程中注射行程、注射速度、螺杆转速、熔体温度对制品表面质量、减重和泡孔结构的影响。结果表明:注射行程引起的熔体填充量变化是影响制品减重的首要因素,随着填充量的增加,减重下降明显;高压力降速率能够得到均匀泡孔分布且泡孔密度较高的制品;螺杆转速导致停留时间改变对制品表面质量影响较大;熔体温度影响到发泡剂在聚合物熔体中的溶解,螺杆转速130～150 r/min、熔体温度200℃时,能够得到减重、制品表面质量和泡孔结构俱佳的制品。     

Simulation of injection–compression‐molding process. II. Influence of process characteristics on part shrinkage

A numerical algorithm is developed to simulate the injection–compression molding (ICM) process. A Hele–Shaw fluid‐flow model combined with a modified control‐volume/finite‐element method is implemented to predict the melt‐front advancement and the distributions of pressure, temperature, and flow velocity dynamically during the injection melt filling, compression melt filling, and postfilling stages of the entire process. Part volumetric shrinkage was then investigated by tracing the thermal–mechanical history of the polymer melt via a path display in the pressure–volume–temperature (PVT) diagram during the entire process. Influence of the process parameters including compression speed, switch time from injection to compression, compression stroke, and part thickness on part shrinkage were understood through simulations of a disk part. The simulated results were also compared with those required by conventional injection molding (CIM). It was found that ICM not only shows a significant effect on reducing part shrinkage but also provides much more uniform shrinkage within the whole part as compared with CIM. Although using a higher switch time, lower compression speed, and higher compression stroke may result in a lower molding pressure, however, they do not show an apparent effect on part shrinkage once the compression pressure is the same in the compression‐holding stage. However, using a lower switch time, higher compression speed, and lower compression stroke under the same compression pressure in the postfilling stage will result in an improvement in shrinkage reduction due to the melt‐temperature effect introduced in the end of the filling stage. © 2000 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 75: 1640–1654, 2000     

微流控芯片注射成型过程的数值模拟研究

以生物测试上广泛使用的微流控芯片为研究对象,研究使用聚合物微型注塑方法进行类似产品大规模、批量化生产的可能性。在建立微流控芯片结构模型的基础上,运用聚合物成型分析软件Moldllow对其在不同工艺参数下的成型过程进行了系统研究。结果表明,熔体温度的改变对充填时间的影响甚微,充填时间随着注射速度的增加而明显缩短,注射压力随熔体温度的增加而减小,随注射速度的增加而增加。增加熔体温度和注射速度可以降低翘曲变形。     

注塑成型工艺对PBT收缩率的影响

论述了注塑成型中压力、温度、时间、速度等工艺条件对聚对苯二甲酸丁二醇酯注塑制品收缩率的影响,并以此为依据拟定了最佳成型工艺条件。     

基于MPI和灰色关联异型出风罩注塑参数优化

针对某异型出风罩注塑成型工艺,以聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)工程塑料合金为填料,运用Moldflow软件对其注塑过程进行模流分析,通过田口实验设计研究了熔体温度、保压时间、保压压力、注射时间和模具温度对塑件收缩率和翘曲变形量的影响,得到它们对塑件收缩率的影响次序为:保压时间>熔体温度>保压压力>注射时间>模具温度,对翘曲变形量的影响次序为:保压压力>注射时间>熔体温度>保压时间>模具温度。基于灰色关联分析,获得了最优组合工艺参数,即:熔体温度280℃、模具温度为65℃、注塑时间2.1 s、保压时间11 s、保压压力21 MPa。优化后的仿真结果表明,塑件的体积收缩率为6.523%、翘曲变形量为0.80 mm,比灰色关联次序中位组合的样本数据分别降低6.9%和15.8%,并获得最大注射压力为20.34 MPa、最大锁模力为3.25×10^5 N,为后期模具的设计和注塑参数设定提供了有力的参考,缩短了模具开发周期。     

注塑参数对聚碳酸酯成型收缩率的影响研究

研究了注塑参数对聚碳酸酯(PC)成型收缩率的影响，从理论上探讨了注塑参数—制品结构—收缩率之间的关系。试验结果表明，对PC成型收缩率影响最大的注塑参数是料温，其次是模具温度、注塑压力和注射速率，而保压时间、冷却时间、预塑速率在实验范围内对PC成型收缩率影响较小。