长纤维增强聚合物注塑流动纤维取向分布数值模拟

基于Hele-Shaw流动模型及广义牛顿流体本构方程,采用ARD-RSC取向模型,建立了长纤维增强聚合物注塑成型流动数学模型。以方形薄板为研究对象,运用Moldflow对注塑流动过程进行模拟,研究注射时间、熔体温度、模具温度和保压压力对纤维取向及分布的影响。结果表明,注射时间对纤维取向的影响最为显著,随着注射时间延长,纤维取向值增加;随着熔体温度或模具温度的升高,纤维取向值减小;保压压力对纤维取向的影响与速度/压力转换点有关。     

基于正交试验与BP神经网络-遗传算法的空气净化器外壳注塑工艺参数优化

目的 以某空气净化器外壳为研究对象,进行注塑工艺参数优化,从而提高塑料制品的成型质量。方法 设置4个影响塑料制品成型质量的因素：熔体温度、模具温度、保压压力、保压时间,以最大翘曲值作为衡量塑料制品成型质量的指标,通过Moldflow模流分析软件,基于正交试验及极差分析探究各因素的影响主次顺序;使用BP神经网络表征工艺参数与翘曲变形的非线性映射关系;采用遗传算法寻优获得最佳注塑工艺参数组合与翘曲变形量,并将所得参数组合用于实际生产指导。结果 经极差分析,保压压力对塑料制品质量的影响最为显著,其次分别为模具温度、保压时间、熔体温度。经BP神经网络预测与遗传算法寻优,发现当熔体温度为229.5℃、模具温度为77.9℃、保压压力为84.4 MPa、保压时间为6.5 s时,可以使注塑件达到最优质量,预测的最小翘曲值为2.94 mm,此工艺参数组合下的仿真计算翘曲值为2.91 mm,二者吻合程度较高。将优化后的工艺参数组合用于实际生产指导,获得了质量良好的注塑产品。结论 所提出的方法对产品注塑的成型及优化有良好的工程应用价值。     

工艺参数对短玻璃纤维增强PP复合材料注射压力和翘曲变形的影响

采用Moldflow对聚丙烯及其短玻璃纤维增强复合材料的注塑成型过程进行3D模拟分析,基于Taguchi试验设计方法(DOE),采用L16(45)正交矩阵进行试验设计,研究工艺参数对注射压力和翘曲变形的影响。结果表明,纤维含量对注射压力和翘曲变形影响作用较为显著,且存在最佳值;模具温度、熔体温度、保压时间和保压压力对注射压力的影响为单调的线性关系,但其对翘曲变形的影响较复杂。     

注塑成型工艺参数对含熔接痕的PP改性塑件冲击性能的影响

通过正交试验来确定含有熔接痕的改性聚丙烯(PP)塑件抗冲击性能注塑生产工艺参数,得出了成型工艺参数(熔体温度、充模速度、注射时间、注射压力、保压压力等)对熔接痕的外观及性能的影响程度,并得出可能更优的注塑工艺参数。     

注塑压缩成型工艺对聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯复合平板残余应力的影响EI北大核心CSCD

基于光弹法研究了聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两种材料的二次注射压缩成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及压缩距离等对PMMA-PC复合平板制件残余应力的影响。结果表明,随保压压力的增大、保压时间的延长,残余应力呈现先减小后增大趋势;增加熔体温度和压缩距离会降低复合平板内的残余应力。模具温度的升高会使复合平板的残余应力逐渐增大,原因在于模内不对称冷却加剧了复合平板内部的残余热应力,当模具温度为70～80℃时,复合平板内残余应力较小且分布均匀。所研究的工艺参数中,模具温度和熔体温度对复合平板的残余应力影响最为显著。     

注塑压缩成型工艺对聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯复合平板残余应力的影响

基于光弹法研究了聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两种材料的二次注射压缩成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及压缩距离等对PMMA-PC复合平板制件残余应力的影响。结果表明,随保压压力的增大、保压时间的延长,残余应力呈现先减小后增大趋势;增加熔体温度和压缩距离会降低复合平板内的残余应力。模具温度的升高会使复合平板的残余应力逐渐增大,原因在于模内不对称冷却加剧了复合平板内部的残余热应力,当模具温度为70～80℃时,复合平板内残余应力较小且分布均匀。所研究的工艺参数中,模具温度和熔体温度对复合平板的残余应力影响最为显著。     

注射参数对注塑拉伸试样成型的影响

以共聚甲醛为例,采用Moldflow软件对塑料熔体在注塑机模具中的流动行为进行了模拟,研究了熔体温度、模具温度、注射压力、保压压力、注射时间和保压时间等六个注塑机注射参数对注塑拉伸试样成型的影响;并通过试验验证了注射压力的影响与模拟分析结果的一致性。结果表明:对于注塑机的任意一个注射参数,过高或过低都可能会影响注塑试样的质量和力学性能;要确定一个注塑机的注射参数,需从设备、原料的性能参数、生产效率和经济条件等各方面综合考虑,避免仅从单一角度考虑,从而影响成型试样的总体性能。     

注射工艺参数对PC/ABS材料制品收缩与翘曲的影响

将计算机模拟注射成型过程和实验优化设计相结合,提供了一套经济有效便捷的方法对各工艺参数进行定量的统计分析。选用L27(3^13)正交表设计实验,通过研究注射速率来判断流动引起的收缩;计算模具温度、熔体温度、保压压力与保压时间来确定热诱导的收缩;研究浇口尺寸来判断剪切热对PC／ABS塑料制品收缩的影响程度。以洗衣机上盖为例,以Taguchi实验方法为设计准则安排CAE分析,在制品关键部位采集收缩翘曲量,通过对因素与水平进行的方差分析和直观分析,最后得出熔体温度和保压压力对PC／ABS塑料制件的收缩翘曲影响最大。     

二次注射成型工艺参数对PMMA-PC复合平板翘曲的影响

研究了基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)两种材料的二次注射成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及注射速率等对PMMA-PC复合平板制件翘曲量的影响。结果表明:随保压压力的增大,翘曲量呈现先减小后增大趋势;保压时间的延长则有利于减少复合平板的翘曲量,增加熔体温度和注射速率会增大复合平板的翘曲量。模具温度的升高会使复合平板的翘曲变形方向朝PMMA侧逐渐增大,模内不对称冷却引起复合平板内部的残余热应力成为翘曲量增大的主要原因,当模具温度为90℃时,复合平板基本无翘曲。所研究的工艺参数中,模具温度和保压时间对复合平板的翘曲影响最为显著。     

考虑壁面滑移和黏度的压力依赖性的纤维增强聚合物薄壁注塑件翘曲三维模拟EI北大核心CSCD

基于三维模型,且同时考虑壁面滑移和黏度的压力依赖性,建立了纤维增强聚合物薄壁注塑件翘曲模拟有限元模型,分析了模型维度、壁面滑移和黏度的压力依赖性对注塑件翘曲模拟的影响,讨论了主要工艺参数对注塑件最大翘曲变形量的影响规律。结果表明,模型维度对注塑件翘曲模拟的影响最大,黏度的压力依赖性次之,壁面滑移最小;注塑件最大翘曲变形量随注射速率、熔体温度和模具温度的升高而增大,随保压压力的升高而减小,且影响最为显著,随保压时间的延长变化不明显。     

工艺参数对快速热循环成型制品品质影响效应

以自主开发的车用蓝牙高光模具和温控辅助装置为实验基础,采用实际生产与数值仿真相结合的方法对各工艺参数对快速热循环成型制品品质影响效应进行实验研究.通过人为引入干扰因子保证了仿真结果与实际成型的高度复合;采用熵值权重与顺序偏好法相结合实现了样品数据归一化;对于实验数据的分析则由极差、方差及误差分析来完成.结果表明,工艺参...     

Research on the reduction of sink mark and warpage of the molded part in rapid heat cycle molding process

Rapid heat cycle molding (RHCM) is a recently developed innovative injection molding technology to enhance the surface quality of the plastic parts without extending the molding cycle. Most of the common defects that occur in the plastic parts produced by conventional injection molding (CIM), such as flow mark, silver mark, jetting mark, weld mark, exposed fibers, short shot, etc., can be well solved by RHCM. However, RHCM is not a nostrum for all the defects in injection molding. Sink mark and warpage are two major defects occurring in RHCM. The purpose of this study is to investigate and further solve the sink mark and warpage of the molded parts in RHCM. To solve the problem of sink mark, a new “bench form” structure for the screw stud on the product coupling with a lifter structure for the injection mold was proposed. The external gas assisted packing was also proposed to reduce the sink mark in RHCM. To solve the problem of warpage, design of experiments via Taguchi methods were performed to systematically investigate the effect of processing parameters including melt temperature, injection time, packing pressure, packing time and also cooling time on the warpage. Injection molding simulations based on Moldflow were conducted to acquire the warpages of the plastic parts produced under different processing conditions. A signal to noise analysis was conducted to analyze the effect of the factors, and the optimal processing parameters were also found out. ANOVA was also conducted to quantitatively analyze the percentage contributions of the processing parameters on the warpage. The verification results show that part warpage can be reduced effectively based on the optimal design results.     

工艺参数对高光注射成型制品复制率的影响

以自主开发的车载高光蓝牙外壳模具和温控辅助装置为基础,研究了工艺因素对高光注射成型制品复制率的影响。结果表明,高光成型制品复制率随着模具温度的升高而准线性增大;模温设定条件下,保压压力对制件复制率的影响最大,其次是保压时间,冷却时间影响最小,熔体温度和注射压力的影响以塑料热变形温度为分界点,当模温低于该温度时注射压力的影响较大,反之则相反;随着模温逐步升高,熔体温度和注射压力对制品复制率影响小幅度增大,保压压力、保压时间和冷却时间的影响呈倒"V"型小幅度波动,且均在塑料热变形温度附近达极小值。     

Warpage and Shrinkage Optimization of Injection-Molded Plastic Spoon Parts for Biodegradable Polymers Using Taguchi,ANOVA and Artificial Neural Network Methods

In this study, it is attempted to give an insight into the injection processability of three self-prepared polymers from A to Z. This work presents material analysis, injection molding simulation, design of experiments alongside considering all interaction effects of controlling parameters carefully for green biodegradable polymeric systems, including polylactic acid(PLA), polylactic acid-thermoplastic polyurethane(PLA-TPU) and polylactic acid-thermoplastic starch(PLA-TPS). The experiments were carried out using injection molding simulation software Autodesk Moldflow?in order to minimize warpage and volumetric shrinkage for each of the mentioned systems. The analysis was conducted by changing five significant processing parameters, including coolant temperature, packing time, packing pressure, mold temperature and melt temperature. Taguchi's L27(35) orthogonal array was selected as an efficient method for design of simulations in order to consider the interaction effects of the parameters and reduce spurious simulations. Meanwhile, artificial neural network(ANN) was also used for pattern recognition and optimization through modifying the processing conditions. The Taguchi coupled analysis of variance(ANOVA) and ANN analysis resulted in definition of optimum levels for each factor by two completely different methods. According to the results, melting temperature, coolant temperature and packing time had significant influence on the shrinkage and warpage. The ANN optimal level selection for minimization of shrinkage and/or warpage is in good agreement with ANOVA optimal level selection results. This investigation indicates that PLA-TPU compound exhibits the highest resistance to warpage and shrinkage defects compared to the other studied compounds.     

模具温度对高光注射成型制品表面沉降的影响

以自主设计的车载高光蓝牙外壳为例,对模具温度对高光注射成型制品表面沉降影响规律,相同及不同模温条件下其他成型参数对制品表面沉降影响规律进行成型模拟研究。结果表明:高光成型制品沉降指数明显小于普通成型,且随模具温度的升高呈准线性减小趋势;模具温度设定情况下,保压压力对制品沉降指数影响最大,熔体温度、注射压力和保压时间影响效应相当,冷却时间几乎不具影响;随着模具温度的逐步升高,制品沉降指数随熔体温度的升高、注射压力增大呈减小趋势,随着其他参数的变化则呈波动变化趋势,且均在塑料热变形温度附近达极限值。     

模具温度对快速热循环成型制品复原性的影响

为深入了解模具温度对快速热循环注塑成型制品复原性的影响,以自主开发的车用蓝牙高光模具和成型温控辅助装置为基础,研究了快速热循环注塑成型模具温度对制品复原性的影响,并分析了不同模具温度条件下其他参数对制品复原性的影响及相同品质条件下各参数随模具温度的变化规律.结果表明,当模具温度升至塑料热变形温度附近时,复制率明显提高;在相同模具温度条件下,压力和温度对制品复制率的影响较明显,时间对制品复制率的影响甚微;随着模具温度逐步升高,在熔体温度、注射压力不变条件下,制品复制率呈小幅升高趋势,对于保压压力、保压时间和冷却时间则呈"V"字型小幅波动变化.     

利用TAGUCHI方法优化纤维增强PA66注塑熔接线拉伸性能

针对纤维增强PA66(Zytel 70G33L),利用Taguchi方法设计了L9实验矩阵,并采用标准变量分析方法,分析了注射压力、熔体温度、注射流率和保压压力等工艺因素对具有熔接线和无熔接注塑件拉伸强度的影响,预测最优的拉伸强度和工艺条件。研究表明:在所选择的工艺因素中,对熔接线强度影响程度依次为熔体温度(F=70.98%)、保压压力(F=14.12%)、注射速度(F=13.14%)和注射压力(F=0.82％)。在优化工艺组合下熔接线强度提高了20%~50％,所预测熔接线的最优拉伸强度为156.44MPa,与具体实验值164.98MPa符合得较好。      

注射压缩成型与常规注射成型的模腔压力对比分析

在自主开发的注射压缩模具上安装模腔压力传感器,从工艺角度出发,对常规注射成型和注射压缩成型的模腔压力进行了工艺相关性的对比与分析。结果表明,注射压缩可有效降低注射压力和模腔压力,使模腔压力场更加均匀。常规注射成型中模腔压力受模具温度的影响最大,其次为熔体温度、保压时间和保压压力,而注射压缩成型中压缩速率对模腔压力的影响最大,其次为熔体温度和模具温度,压缩行程最弱。低残余应力与低翘曲变形进一步验证了注射压缩的技术优势和压力场特征,表明了模腔压力具有重要的工艺性能指导作用。