振动注射成型技术研究

对本课题组多年来进行的动态保压注射成型、剪切振动注射成型和压力振动注射成型进行了简要总结，研究表明，振动注射成型不仅能改善聚合物熔体的高黏度、难流动、压力传递难等工艺问题，同时能部分挖掘出聚合物材料的力学潜能，达到自增强。     

动态成型注塑螺杆熔体输送能力的研究

根据动态注射成型时螺杆的工作特点，采用自行修正的Tanner本构方程研究了聚合物熔体在螺槽中的等温流动。同时，近似地给出了振动力场下注塑螺杆熔体输送能力的表达式，理论分析了振动参数对沿程压力降及动态成型熔体输送能力的影响。结果表明，振动力场使塑化过程中聚合物的粘度降低，流动阻力减小。沿螺槽方向的平均压力降减小，在保持成型条件不变的情况下，施加振动可以提高熔体输送能力。     

熔体振动技术对注射成型加工的影响

综述了振动对注射成型过程中聚合物熔体流变行为、注射成型工艺及注射制品性能的影响。     

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。     

低频振动场中聚合物熔体的流变行为

介绍了自行研制的振动注射成型装置的结构及其用研究聚合物熔体流变行为的方法。通过对HDPE和PS的实验研究：发现熔体表观粘度与振动频率之间的关系表现为非线形关系,存在一最佳的振动频率使得处于振动场中的聚合物熔体在此频率下粘度最小;“频率－温度”等效原理可以用来加工热敏性聚合物,两者的综合作用在降低粘度、增加流动性方面会达到事半功倍的效果。     

注射成型中模腔内振动剪切流动的理论模型

采用Ｌｅｏｎｏｖ本构模型,首次研究了在注射成型中模腔内聚合物熔体的振动剪切流动时所产生的振动剪切应力。结果表明,振动剪切应力的振幅随着聚合物熔体的粘度,振动频率和应变振幅的增加而增加,随着熔体温度的增加而减小。     

工艺参数对动态注塑成型制品品质的影响

采用聚丙烯(PP)材料,应用Taguchi DOE技术进行振动注塑成型正交实验,研究了工艺参数对制品成型收缩率和制品质量的影响。利用各振动频率段的较优参数组合,比较了振动条件下和稳态下的制品收缩率和制品质量。结果表明:制品的成型收缩率随着熔体温度的升高而降低,随着注射速率的增加而降低;制品质量随着熔体温度的升高而减小,随着注射速率的增大而增加;振动降低了制品成型收缩率,提高了制品质量。     

动态注射成型流道系统的压力脉动分析

研究了聚合物电磁动态注射成型过程中熔体在轴向振动力场作用下在圆柱形流道中的流动情况。从理论上分析了动态熔体流动过程,为研究聚合物熔体的动态充模过程提供流道系统压力降。得出在施加了轴向振动的情况下,熔体的压力梯度有明显的降低,并且随着振动强度的增强,降低的幅度加大。     

RHCM成型制品高光面形成微观机理研究

根据快速冷热成型技术(RHCM)成型塑料熔体在型腔内的填充流动规律,在普通注射成型机理研究基础上,从微观角度对RHCM技术在提高制品对模具的复原性,消除熔接痕、凹痕、银丝纹、流纹、表面浮纤等表观缺陷以及改善制品表面色差等方面的成型机理进行研究。结果表明,正是由于RHCM高温快速成型这一工艺特点,一方面确保熔体在型腔内的充分扩展与汇合,另一方面最大程度的限制制品的成型收缩,从而确保制件的最终成型品质。     

模具对振动注射成型制件作用效应的初步研究

采用自制的振动试验台，分别安装两个不同的试样模具，使用了不同的聚合物材料，在不同的温度，压力下变化不同的振动频率和振幅进行实验，研究了聚合物熔体在振动场中注射成型时，成型模具对聚合物振动成型效应的作用。结果表明，模具浇口及型腔尺寸不同。振动注射制件的强度不同；模具型腔尺寸大振动产生的效应弱。型腔小振动产生的效应强。     

微注射成型工艺及装备研究进展

阐述了微注射成型技术的研究进展,比较了微注射成型技术与传统注射成型技术的不同要求,重点分析了微注射成型工艺及其装备的主要特点及研究现状,并基于熔体微分原理,提出了具有自主知识产权的微分注射成型技术及装备。发现采用微分注射成型创新技术,可以用1台微分注射成型装备达到多台微型注塑机的效果,最终实现微塑料制品高效率、低成本、大批量的生产。     

微注射成型与微分注射成型技术

综述了国外微注射成型设备的发展历史,国内微注射成型设备的最新进展以及国内学者在微注射成型基础理论领域的研究进展,对现有微注射成型技术进行了系统地比较;提出了一种微型制品成型的新技术--微分注射成型技术,阐述了基于熔体泵的微分注射成型的成型机理,提出了一种利用常规注塑机进行微制品高效注射成型的实施方法。     

微注射成型中聚合物熔融塑化技术

阐述了聚合物熔融塑化技术在微注射成型中的重要性,比较、分析了当前出现的柱塞式塑化、螺杆式塑化、电磁动态塑化及超声塑化等4种聚合物的熔融塑化方式,展望了未来微注射成型中聚合物熔融塑化技术的发展趋势。     

气辅注塑成型工艺过程及其关键技术

气体辅助注塑成型工艺包含塑料熔体注射和气体注射两部分,由气体推动塑料熔体充满模具型腔,因此具有普通注塑成型工艺所没有的优点,但在应用上也带来了特殊的技术要求。本文介绍了几种常用的气体辅助注塑成型工艺过程,并从制品设计、模具技术和工艺控制三方面分析了应用气体辅助注塑成型工艺的关键技术。     

Perspective on scaling considerations for thin-wall molding

The perspective in this note explores rationally defined scaling parameters for injection molding to account for the length and thickness of parts, the melt temperature, the injection pressure, and the injection speed: Injection-molding parameters, first empirically established for 4- to 5-mm-thick parts, were later experimentally optimized for 2- to 3-mm thick parts. The push for even thinner parts required major adjustments in molding technology, including the use of lower-viscosity materials. This shift from thicker to thinner parts was arbitrarily characterized by the length-to-thickness ratio of the part, which is shown to be incorrect.     

背压对注塑工艺的影响

通过背压对不同类型塑料注塑工艺的影响试验,指出在一般注射成型背压压力范围内,背压压力的改变具有压力效应和温升效应的双重性,而且两者相互消长,并对传统的背压曲线提出新的见解。传统的背压曲线中塑化量随着背压的增加呈线性下降的关系,而实际生产中,是呈先升后降的关系,且对不同类型塑料的影响也是大小不一,因此在实际注射成型生产中应该慎重地结合其它工艺条件进行背压的调整。     

基于黏弹性热流固耦合作用的模内微装配成型过程数值模拟

模内微装配成型技术有望成为高效低成本产业化聚合物微小机械系统制造技术,而如何准确预测和精确控制热流固耦合变形仍是其工业化的技术瓶颈。为此研究建立了考虑二次黏弹性熔体充填流动边界约束作用的模内微装配成型黏弹性热流固耦合变形的理论预测模型,研究表明热流固耦合变形受控于微装配面所承受的热流固耦合压力、黏弹性支撑正应力、黏性摩擦拖曳剪切应力和微型轴的抗变形刚度,且随成型熔体注射速度提高而减小,而微型轴近表面局部跨越393 K区域的PMMA刚度急剧下降是导致微型轴热流固耦合变形随熔体注射速度增加而减小的主控因素。     

多级注射成型工艺的设计

通过对多级注射成型工艺的研究发现,多级注射成型工艺的核心是如何进行多级分段和如何选择工艺参数。在介绍塑料熔体充模流动特征的基础上,通过系统分析理想充模模型,并联系多级注射原理,提出了分段设计原则及参数选择方案。     

振动技术在注射成型中的应用

介绍了振动技术在注射成型中扩应用及其特点,讨论了聚合物熔体粘度随振动频率变化的规律,表明通过控制振动条件可以控制聚合物的冷却速度,进而控制制品的最终凝聚态结构与性能。按振动装置所处的部位不同,分三类简要介绍了振动模塑装置,展望了振动技术的应用前景。