气辅共注射成型充填过程数值模拟中的移动界面追踪技术

气辅共注射成型工艺的充填过程中存在多个移动界面。为能对充填过程进行有效的模拟,针对凝固层界面、表层熔体前沿、内层熔体前沿和气体穿透前沿推进的特点,采用不同的方法实现其追踪。模拟结果与实验结果比较表明,该方法简单有效,能够较准确地预测内层熔体前沿的位置,而要更准确地预测气体穿透前沿的位置,还要进一步考虑注气延迟时间和保压冷却阶段气体在熔体中的“二次穿透”。     

基于HCZ模型的注塑成型充填过程模拟

塑料熔体充填过程中的微结构形态对注塑制品性能影响很大,是注塑制品控形、控性的基础,使用格子玻尔兹曼法(lattice Boltzmann method, LBM)中的HCZ(He-Chen-Zhang)模型能模拟注塑过程中复杂的多相流和微结构形态演化过程。通过开发HCZ模型的程序,模拟了模具型腔内熔体流动的Poiseuille流。研究表明,模拟结果与理论解基本吻合,验证了HCZ模型能准确地模拟塑料熔体的非线性流动行为。使用HCZ多相流模型模拟了注塑熔体充填和气辅成型气体穿透过程,模拟的注塑熔体流动前沿"喷泉效应"与实际成型过程相符,气辅成型气体压力不仅影响气道厚度,而且影响厚度的均匀性。     

气体辅助注射成型流动过程的CAE技术

在建立描述气体辅助注射成型充模流动过程的数学模型的基础上 ,采用有限元有限差分控制体积法进行数值分析 ,确定充模过程中的两类移动边界 ,熔体前沿和熔体—气体边界 ,从而实现气体辅助注射成型充模流动过程的数值模拟。通过一复杂带筋结构的典型制件—坐椅进行数值分析 ,验证了文中给出模型的可行性。     

CAE技术在气辅模具开发中的应用

在彩电前壳气辅模具设计中，应用注塑CAE技术对模具气道布置、冷却系统以及熔体充填形态、翘曲状况进行模拟分析，并优化了塑件壁厚。结果表明，运用CAE技术，能够显著提高模具试模和气辅成型技术应用的成功率，缩短模具开发周期，节省模具设计和制造成本。     

水辅助注射成型充模过程的数值模拟研究

基于Hele-Shaw流动模型,采用广义牛顿流体本构方程,建立了三维薄壁塑件的水辅助注射成型充模过程数学模型,采用有限元/有限差分/控制体积法数值求解。对薄壁平板塑件的水辅助注射成型充模过程进行了模拟,模拟得到的熔体前沿位置与前人实验结果吻合较好,浇口处压力变化、水的厚度分布及平均温度分布合理,验证了所建立的模型和采用的数值模拟方法的有效性。     

粉末共注射成形充模流动过程前沿位置及场分布的数值模拟

对粉末共注射充模流动过程进行数值分析和实验验证。采用实验和数值拟合的方法确定芯/壳层界面的厚度,并运用改进的控制体积法对芯、壳层喂料前沿进行追踪。采用有限元和有限差分法对控制方程组进行数值求解,用Matlab进行程序开发,获得芯、壳层充模过程中的熔体前沿分布以及温度场和压力场的分布情况。将模拟结果与实验结果进行对比分析,发现在充填初期,模拟的喂料前沿位置与实验较为吻合,但随着充填的进行,两者偏差增大,其原因可能是在模拟过程中没有考虑注射坯的收缩。     

三维粘弹性异型材气辅挤出成型过程的数值模拟研究

在挤出成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的离模膨胀,使得生产尺寸精确且形状复杂的聚合物异型材在工程上仍是一项技术挑战。文章提出了一种高效节能,且能消除离模膨胀,实现异型材尺寸精确自动控制的新型聚合物异型材气辅挤出成型工艺,并基于建立的描述其成型过程的三维等温粘弹性理论模型和稳态有限元数值算法,通过有限元数值模拟,系统研究了聚合物异型材气辅口模挤出成型过程的机理。通过与传统异型材挤出成型对比分析,揭示了聚合物异型材气辅口模挤出成型工艺消除离模膨胀和翘曲变形的机理。研究结果表明,异型材气辅挤出成型离模膨胀率,随进口流量的增加而不变,这为实现挤出的高速化生产的实现提供了技术前提条件。此外,随着松弛时间的增大,口模出口附近气辅段的第一法向应力差增加,从而导致离模膨胀和两侧壁向内的翘曲变形均增大。     

U形提手气辅注射成型分析与优化

利用Moldflow软件采用正交实验法对提手气辅成型(gas-assisted injection molding,GAIM)的主要工艺参数:熔体温度、注射时间、熔体体积、气体延迟时间、气体注射时间及压力进行模拟分析,在对每次试验结果进行分析基础上,对成型参数进行进一步优化。采用优化工艺,气体贯通整个提手,产品质量减轻35%,塑件体积收缩率下降为原来的1/2,充填更加均匀,避免了U形提手GAIM中出现的各种成型缺陷。     

基于中面模型和三维模型的气辅注射成型数值模拟及物理实验研究

在研究2.5维模型和三维模型等注射成型数值模拟技术的基础上,采用MoldFlow模流分析软件就同一气辅塑件分别进行了基于中面模型和三维模型的气体辅助注射成型数值模拟,并进行了物理实验研究。通过对模拟分析结果和实验结果的对比分析,表明基于中面模型的模拟结果需要较高的熔体预注射量,并且夸大了气指缺陷的程度,模拟结果与物理实验结果的偏差较大。而基于三维模型的气体穿透情况及气指缺陷情况都与物理实验结果吻合的较好,在很大程度上真实、可靠地预测了塑件的成型过程,满足了指导生产的需求。     

基于Moldflow的基座注射成型工艺与注射模设计

采用Moldflow软件对精密微型电连接器件中的基座进行了浇口位置和注射成型工艺优化。通过对熔体充填型腔的过程分析,确定了塑件成型的最佳浇口位置和熔体充填时间,针对塑件成型后的体积收缩率分析得出了注射成型的最佳熔体温度,分析了模具温度对制件收缩率和最大注射压力的影响。结合模拟分析的结果进行了模具与注射工艺参数优化设计,从而获得了高质量的塑件,降低了生产成本,缩短了产品开发周期。     

气体辅助注射成型设计

介绍了气体辅助注射成型特点及成型工艺,并阐述了设计注意问题和各种成型法。     

气体辅助注射成形的分类研究及应用

在介绍气体辅助注射成形优点的基础上,阐述了各种气体辅助注射成形的原理及特点,并给出了几个成功的应用实例。     

气辅共挤成型分层界面不稳定的数值模拟研究

提出了全新的气辅共挤成型工艺,基于气辅共挤成型特点建立了理论模型,通过数值模拟系统研究了聚合物流变性能和工艺参数对气辅共挤成型分层界面不稳定的影响规律,并揭示了其影响机理。研究结果表明,随着高粘层熔体与低粘层熔体粘度比的增大,或温度比和速度比的减小,熔体分层界面不稳定性均会加剧,气辅共挤成型粘度比与传统共挤成型相比,其可调范围也更宽。     

水辅助注射成型技术

水辅成型技术是在气辅注射成型基础上发展起来的新技术,本文主要介绍了水辅成型技术的工作原理、成型工艺、技术特点以及水辅设备的组成。     

Moldflow在座椅气体辅助注射成型模浇口优化设计中的应用

利用Moldflow软件对座椅气体辅助注射成型过程进行模拟。针对在制品正面进气不能满足使用寿命要求的问题,考虑将气嘴移到制品侧面,比较分析了侧面进气情况下,不同浇口位置对熔体充填性能和气道分布结果的影响,最终得到了制品侧面进气的优化方案,满足了塑件设计要求。     

气体辅助注射成型技术在汽车内饰件上的应用

介绍了气体辅助注射成型技术的原理和应用,分析了汽车尾门饰件结构,并对其进行优化设计。对尾门饰件进行了气体辅助注射成型模设计。生产实际表明,采用气辅成型技术,在结构上解决了采用传统设计方法难以解决的结构难题,减轻了产品重量,降低了产品成型后的翘曲变形,提高了产品表面质量。     

外部气辅成型技术在高光注射成型工艺中的应用研究

以平板电视前壳上的螺柱结构为例,研究了外部气辅成型技术的密封和进气结构,获得了气辅参数对快速热循环高光泽塑件表面缩痕的影响规律,提出了消除塑件表面缩痕缺陷的有效方法。试验表明,在快速热循环注射成型技术中应用外部气辅成型工艺,通过采用有效的进气、密封结构以及合理的气辅工艺参数,能够很好地消除塑件在筋、柱部位对应表面上的缩痕缺陷,确保塑件外观平整无缩痕。     

Effect of Zr, Mo and Y Adding on Microstructure, Mechanical and Electrical Properties of Au-Pd, Pt-Ir and Pd-Ru Systems

将金属粉末注射成形充模过程视为粉末、粘结剂和空气的三相流动过程,给出了金属粉末注射成形充模多相流动的控制方程。根据钳口复杂模腔的铁粉注射成形实际参数确定了充模多相流动控制方程的初边界条件,基于CFX计算流体力学软件对钳口铁粉注射成形充模多相流动过程实现了三维数值模拟。给出了钳口铁粉注射成形充模多相流动中固相粉末的速度流线图,分析了模腔中温度场和压力场分布的瞬态情况,以及模腔中不同位置的温度和压力随时间变化的曲线;分析了钳口铁粉注射成形充模多相流动过程中不同时刻粉末体积分数的分布情况。数值模拟结果可用于分析注射成形过程中产生粉末粘结剂两相分离和成形坯密度分布不均的原因,数值模拟为研究注射成形产品缺陷产生的原因提供了直观分析方法。