工艺条件对夹芯注射制品残余应力的影响

采用Moldflow公司MPI软件中的Co—injection分析模块，对ABS／PS夹芯注射成型过程进行动态模拟分析，以揭示工艺参数对夹芯注射成型过程中残余应力影响的规律。结果发现：在各种成型工艺参数中，保压条件对残余应力影响较为突出，模温条件对残余应力影响次之；最大残余应力主要分布在浇口位置和芯层最厚处，芯层前缘处残余应力次之，壳层最厚处残余应力最小。     

材料种类对夹芯注射制品残余应力的影响

采用Moldflow公司MPI软件中的Co-injection分析模块,对夹芯注射成型过程进行动态模拟分析；揭示不同材料种类组合对夹芯注射成型过程中残余应力的影响规律。结果发现,夹芯注射体系中两种物料相容性的好坏对芯/壳层界面处残余应力的分布有较大影响,芯层为结晶型材料时会导致残余应力有较大的跃迁。     

夹芯注塑成型过程的计算机可视化模拟分析--材料粘度与工艺参数对芯层分布及均匀性的影响

为了了解夹芯注塑的成型过程、探悉其成型机理，采用Moldflow公司MPI软件中的Co-injection分析模块，对夹芯注塑成型过程进行动态模拟分析，揭示材料粘度以及工艺参数对夹芯注塑成型过程中芯层分布均匀性的影响规律。结果表明，芯层物料分布均匀性随芯／壳层熔体粘度比R值的减小而提高，这主要与芯层和壳层熔体的相对流动能力有关。此外，在工艺参数中，改变熔体注射速度对芯层物料分布均匀性的影响较为突出，而模温和熔体温度对芯层物料分布均匀性的影响却相对较弱。     

夹芯注塑成型过程的计算机可视化模拟分析--材料粘度与工艺参数对芯层熔体穿透深度的影响

采用Moldflow公司MPI软件中的Co-injection分析模块，对夹芯注塑成型过程进行动态模拟分析；以揭示材料粘度以及工艺参数对夹芯注塑成型过程中芯层熔体穿透深度的影响规律。结果发现，芯层熔体穿透深度值随芯／壳层熔体粘度比R值的减小而增大，这主要与芯层和壳层熔体的相对流动能力有关；此外，在工艺参数中，改变熔体注射速度对芯层熔体穿透深度的影响较为突出，而模温和熔体温度对芯层熔体穿透深度的影响相对较弱。     

共注射成型技术及其发展

介绍两种典型共注射成型技术,即双色注射和夹芯注射,以及在共注射成型基础上发展起来的气体辅助共注射成型技术和层状注射成型技术,并对各种共注射成型技术的工艺过程、优点及应用也作了介绍。讨论了双色注射成型过程中工艺参数对注射成型的影响;对夹芯注射成型过程中的芯层熔体前沿突破现象及其影响因素也进行了讨论。     

注塑工艺参数对制品残余应力和收缩的影响

注塑成型工艺参数对制品的最终残余应力和收缩有着直接的影响。基于线性黏弹性模型模拟计算了注塑成型过程中由温度和压力引起的残余应力和收缩。以无定型材料PS和ABS为例，系统地研究了不同成型工艺条件下平板制件的最终残余应力和收缩，并和实验结果进行对比验证。结果表明：在流动方向上无定型材料的收缩基本保持不变，残余应力沿壁厚分布的形状也基本相同，但流动末端处的应力值稍大于流动入口处；保压压力是影响制品收缩的关键因素，提高保压压力和注射温度可以降低制品的最终收缩，而模具温度对收缩的影响较小。     

注射成型工艺与塑件流动残余应力的函数关系研究

在塑料尺注射成型工艺参数优化的基础上,建立了塑件的注射成型工艺参数与流动残余应力的函数关系。借助回归分析方法,建立了工艺参数与流动残余应力的显式函数关系。采用人工神经网络方法,建立了工艺参数与流动残余应力的隐式函数关系。最后采用模拟退火算法,对借助回归分析方法建立的显式函数关系进行了工艺参数的优化分析,并与正交优化结果比较,验证其合理性。建立的两种函数关系对研究工艺参数与流动残余应力的影响,预测塑件的流动残余应力具有重要意义。     

顺序共注射成型工艺参数对iPP制品柱晶生成的影响

采用偏光显微镜观察共注射成型制备的等规聚丙烯夹芯制品不同位置处的微观形貌,特别是不同成型工艺条件下复杂温度场和剪切场形成的柱状晶体结构。研究了芯层注射速度、芯层注射温度和延迟时间对选定位置(迟滞线位置处,芯层熔体流动前沿处)柱晶生成数量的影响。结果表明,芯层注射温度为190℃和延迟时间为5 s有利于柱晶的生成,芯层注射速度为20 mm/s时,迟滞线位置处柱晶的数量最多,而芯层熔体流动前沿位置处柱晶数量最少。     

薄壁塑件注射压缩成型工艺的模拟分析

基于正交分析法和单因素分析法,用Moldflow软件数值模拟注射压缩成型中不同工艺条件对薄壁制品残余应力的影响.计算的残余应力沿厚度方向的分布表明:薄壁制品残余应力主要为流动诱导残余应力.模具温度与压缩距离对制品残余应力影响显著,模具温度越高,压缩距离越大,制品残余应力越小;其他工艺参数对残余应力均有不同程度的影响.     

汽车A柱下饰板注射成型工艺仿真分析

采用正交试验和Moldflow数值模拟相结合的方法,对汽车A柱下饰板的注射成型过程进行了分析,研究了模具温度、熔体温度、注射时间和保压压力等工艺参数对残余应力和翘曲变形的影响。通过极差分析得到,熔体温度对翘曲变形影响最大,保压压力对残余应力影响最大,最佳工艺参数组合为模具温度40 ℃,熔体温度205 ℃,注射时间5 s,保压压力45 MPa;通过仿真分析与实际成型方案进行比较,汽车A柱下饰板的翘曲变形由3.847 mm降为3.121 mm,残余应力由66.95 MPa降为65.21 MPa。     

注射压缩成型聚碳酸酯制品的低温拉伸力学性能

以聚碳酸酯为材料,利用自行设计带有压缩功能的模具,采用常规注塑成型(IM)和注射压缩成型方法(ICM)对比研究制品在常温和低温环境下的拉伸力学性能;基于单因素实验方法,研究熔体温度、模具温度、模板压缩距离、延迟时间和压缩力对ICM制品残余应力和低温拉伸性能的影响规律。结果表明:在相同的环境温度下,ICM制品较IM制品有较大的屈服应力和弹性模量;低温环境下样品的拉伸性能有所提升,并在-40℃附近出现了聚碳酸酯分子的次级玻璃化转变;残余应力是影响ICM制品低温拉伸性能的主要因素,较高的熔体温度、模具温度、模板压缩距离,以及较短的延迟时间,较小的压缩力会减小ICM制品的残余应力,提高制品的低温拉伸性能。     

Numerical prediction of residual stresses and birefringence in injection/compression molded center‐gated disk. Part II: Effects of processing conditions

The accompanying paper, Part I, has presented the physical modeling and basic numerical analysis results of the entire injection molding process, in particular with regard to both flow‐induced and thermally‐induced residual stress and birefringence in an injection molded center‐gated disk. The present paper, Part II, investigates the effects of various processing conditions of injection/compression molding process on the residual stress and birefringence. The birefringence is significantly affected by injection melt temperature, packing pressure and packing time. However, the thermally‐induced birefringence in the core region is insignificantly affected by most of the processing conditions. On the other hand, packing pressure, packing time and mold wall temperature affect the thermally‐induced residual stress rather significantly in the shell layer, but insignificantly in the core region. The residual stress in the shell layer is usually compressive, but could be tensile if the packing time is long, packing pressure is large, and the mold temperature is low. The lateral constraint type turns out to play an important role in determining the residual stress in the shell layer. Injection/compression molding has been found to reduce flow‐induced birefringence in comparison with the conventional injection molding process. In particular, mold closing velocity and initial opening thickness for the compression stage of injection/compression molding have significant effects on the flow‐induced birefringence, but not on the thermal residual stress and the thermally‐induced birefringence.     

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。     

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。     

变模温注压成型对超薄导光板品质的探析与实践

超薄导光板高速高压注射成型具有残余应力集中、厚度不均、微特征转写效果差等缺陷。简述了导光板注射成型缺陷原因,重点分析了注压成型工艺对超薄导光板残余应力、厚度均匀性、微特征转写性的影响,并根据导光板设计要求选择最佳工艺方案进行实验,结果显示,与注射工艺相比,注压工艺使导光板样本点应力集中均值从9.46 MPa降为7.98 MPa、厚度均匀性均值从0.428 mm降为0.391 mm、微特征高度均值从0.022 mm提升为0.0388 mm,导光板综合性能显著提高。鉴于微特征转写性是导光板光学性能的关键因素,且其受模温影响显著,进一步将变模温技术与注压工艺相结合,使微特征高度均值进一步从0.0388 mm提升至0.0394 mm,更加接近设计值0.04 mm。     

压缩工艺参数对注射压缩成型聚碳酸酯透明件残余应力的影响

基于注射压缩成型技术,以聚碳酸酯为原材料,采用不同的压缩工艺参数制备出聚碳酸酯透明件。结合成型过程中的模具型腔压力测试,采用定性（应力偏光法）和定量（小孔法）两种方法,对成型透明件的残余应力进行了测试,分析了压缩启动位置、压缩距离、熔体温度及模具温度等压缩过程的核心工艺参数对聚碳酸酯透明件残余应力的影响规律。结果表明,随着压缩启动位置的推迟或压缩距离的增大,型腔压力上升,使得制品的残余应力降低,当压缩启动位置从10 %延迟至70 %时,或者压缩距离从0.5 mm增大至2.0 mm,透明件测试点的Von Mises等效残余应力平均下降幅度达到82.0 %和64.7 %;随着熔体温度的升高或模具温度的升高,型腔压力变化并不明显,但制品的残余应力降低,当熔体温度从290 ℃升至320 ℃,或者模具温度从80 ℃升至120 ℃,透明件测试点的Von Mises等效残余应力平均下降幅度达到56.2 %和77.0 %。     

变曲率ICM聚碳酸酯制品残余应力分布

结合注射压缩成型（injection compression molding,ICM）工艺特点,运用平面偏振和数值仿真方法,对变曲率聚碳酸酯ICM制品残余应力的分布进行分析,研究不同压缩工艺下残余应力分布特点以及随曲率变化的规律。结果发现：除了浇口和末端小部分区域外,光弹应力条纹环绕制品形状分布;顺序式ICM残余应力条纹有较规整的对称分布结构,同步式ICM充填末端区域残余应力在厚度方向与传统注塑成型区别较为明显,呈现“压-拉”两层应力分布状态;同一平面内,变曲率ICM制品厚度方向残余应力随曲率的减小而递减。除平板制品外,其余四类不同曲率制品的平均残余应力与对应曲率均呈反比例变化关系。研究对优化变曲率透明聚合物制品的设计有一定指导意义。     

Optimization of Residual Stresses in the Surface Regions of Injection Moldings

The present study focused on the optimization of the injection molding process parameters to minimize thermal residual stresses in the surface regions of the polystyrene and high density polyethylene parts. Process parameters such as melt temperature, mold temperature and cooling time were considered as variables and their effects on residual stresses in surface regions of the parts were investigated by utilizing design of experiment (DOE), Taguchi and analysis of variance (ANOVA) methods. As a result, the most important parameters for residual stresses in surface regions of the PS and HDPE parts were found melt temperature and mold temperature, respectively.