聚碳酸酯注射成型制品力学性能的Taguchi分析

采用Taguchi分析方法考察了注射成型工艺参数对聚碳酸酯(PC)力学性能的影响。结果表明,注射成型工艺参数对PC的拉伸强度影响较大,对弯曲强度和冲击强度影响较小;方差分析结果表明,模具温度对拉伸强度的影响最大,注射压力和冷却时间次之,熔体温度的影响最小;模具温度降低,熔体冷却固化层厚度增加,取向程度增大,拉伸强度增加;同时结果表明Taguchi分析方法可以准确地对优选出的成型工艺制备的PC试样的拉伸强度进行预测,其预测值与测量值的偏差仅为0.75%。     

注塑件变形分析

注塑件变形始于塑料的收缩,型腔中压力梯度、温度梯度以及剪切应力的客观存在导致了注塑件各部位收缩的不均一.本文分析了注塑成型过程中简单收缩、冷却、分子取向等因素对注塑件变形的影响.通过对实际零件的分析,阐述了模具设计中通过优化型腔设计、冷却系统设计、浇口设计来减小零件变形的具体方法.     

注塑制品翘曲变形的研究进展

介绍了翘曲变形的分类、产生原因及表征方法,分析了影响翘曲变形的因素,包括成型材料、塑件结构、模具结构和工艺参数等,并介绍了计算机辅助工程技术在注塑制品翘曲变形分析中的应用及解决翘曲变形的方法。     

水辅与气辅成型残余壁厚的对比研究

在实验的基础上,首先分析了水辅注射成型与气辅注射成型的特点,并从机理上分析了水辅成型和气辅成型制件残余壁厚的形成,进而对比分析了水辅及气辅成型制件残余壁厚的大小。结果表明,对于具有流动方向偏转结构的模具,水辅成型制件的壁厚均匀性优于气辅成型制件;水辅成型更易于生产截面为圆形的制件。     

注射成型聚苯乙烯制品双折射的光弹测试与分析

分析了无定形聚合物注射成型双折射行为及其产生机理,利用光弹法测试了不同工艺条件下聚苯乙烯(PS)平面内双折射分布,考察了熔体温度和保压压力变化对制品双折射和流动残余应力的影响。结果表明,PS制品残余双折射值在流动方向上从浇口附近至流动末端逐渐降低,并且最大双折射值随保压压力增加和熔体温度降低而升高;保压压力对浇口附近双折射分布影响明显。根据双折射的光弹测试结果分析了P制品分子取向和流动残余应力的分布趋势。     

微注射成型聚丙烯微结构件缺陷分析

通过微注射成型制得了聚丙烯微结构件，微结构部分是直径为130μm、高度为250μm的微型圆柱。分析了模具温度、注射压力、保压时间及模具抽真空对微零件填充性能的影响。研究发现，在不恰当的工艺参数下，微圆柱会出现以下缺陷：填充不足、表面粗糙、烧蚀、中空等。通过实验得到了合理的工艺参数，即在模具温度为90℃、注射压力为100MPa、保压时间为3S、模具抽真空的情况下，微结构部分可以得到完全填充，且没有以上缺陷。     

Injection Molded Strong Polypropylene Composite Foam Reinforced with Rubber and Talc

Lightweight plastic foams are of great significance for saving resources and reducing energy consumption. Foam injection molding (FIM) shows a promising future to provide lightweight and shape‐complex plastic components. However, it is still challenging to produce lightweight and strong polypropylene (PP) foams by FIM due to PP's poor foaming ability. Herein, rubber and talc are employed to improve PP's foaming ability, and hence to enhance PP foam's mechanical properties. Due to the significantly enhanced rheological properties, injection molded PP composite foam exhibits greatly refined and homogenized cellular structure compared with pure PP foam. Thanks to rubber toughening effect and improved cellular morphology, PP/rubber foam shows much higher ductility than pure PP foam. Moreover, talc particles lead to remarkably enhanced rigidity of PP/rubber foams. Thus, lightweight and strong PP/rubber/talc composite foam is achieved with tensile toughness increased by 82.58% and impact strength increased by 106.21%, and they show broad industrial application prospects.     

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。     

注射成型物结构与性能的层析图像法研究

基于聚合物成型机理的三维层析数字图像化原理,对注射成型聚合物进行了X射线层析图像实验,在实验的基础上,详细分析了注射成型中聚合物层析结构形态特点,并从实验和理论两方面获得注射成型聚合物层析结构与其物理特性－－密度及其分布和取向之间的关系。     

水辅助注塑聚丙烯制品的晶体结构研究

通过偏光显微镜(PLM)观察了水辅助注塑(WAIM)聚丙烯(PP)制品靠近注水喷嘴和远离注水喷嘴两个位置的晶体结构,发现WAIM制品沿壁厚方向都可以分为表层、中芯层和水道层,并且发现两个位置水道层和中芯层的晶体结构比较相似,表层晶体结构出现了较大的差异;靠近注水喷嘴位置表层晶体结构出现明显的取向现象,而在远离注水喷嘴位置没有出现。在晶体结构分析的基础上,初步探讨了水辅助注塑制品晶体结构的形成机理。结果表明:水的穿透对于熔体内部剪切的增加和取向结晶的形成有明显的促进作用。     

带筋注塑制品截面充填过程数值模拟

采用有限元法,模拟计算了带加强筋的注塑制品截面充填过程的流场。通过设计两个算例,模拟得到带加强筋的注塑制品截面充填过程中其厚度方向上的速度场、压力场、熔体前沿以及速度和压力的变化历史。由速度场的变化历史特别是剪切历史可以得到流动诱导的纤维取向分布。     

精密注射成型中背压对制品重复精度的影响

通过对空注射方式对影响精密制品质量重复精度之一的背压进行实验和理论研究。研究发现背压对螺杆塑化能力的影响明显，螺杆射退和多级背压对提高制品重复精度和质最稳定性效果显著。同时研究了不同物料对重复精度的影响，基于实验结果提出了提高制品质量重复精度的措施。     

基于CAE的注塑件翘曲变形优化研究

运用Moldflow软件进行某后盖产品的翘曲变形分析,结合Moldflow软件的翘曲变形分析理论,将影响注塑件的翘曲变形因素分为3类:冷却不均、收缩不均及取向因素。然后针对翘曲变形不同的影响因素提出冷却优化、结构优化、保压优化及反变形设计等优化方案。分析结果表明:提出的这几种优化方案能极大地改善注塑件的翘曲变形,为注塑制品企业在控制产品尺寸、满足装配质量要求、改善翘曲变形等方面提供优化思路及工艺参考。     

注射速度对制品成型结晶形态的影响

以某平板塑件为例,以聚丙烯（PP）为实验材料,通过成型取样、X射线衍射实验及数据处理技术相结合的方法研究了注射速度对制品结晶形态的影响规律及影响效应。结果表明,在正常情况下,PP塑件的结晶类型主要为α、β两种晶型;制品的结晶度随注射速度的增大存在极点,呈现倒V字形的变化趋势;制品整体取向度与晶格畸变量具有类似的变化趋势,均随注射速度的增大而增大,而晶粒尺寸的变化则与注射速度呈现负相关性;注射速度对制品晶粒的影响最为显著,结晶度影响其次,影响显著性顺序依次为晶粒尺寸>结晶度>晶格畸变>取向度>晶型,对于本试样,最佳注射速度应控制在180 mm/s。     

基于可视化的注射成型制品缺陷及其产生机理的研究

借助于注射成型可视化实验装置，直接观察并记录了注射成型过程中缩痕、喷射、银纹、气泡等几种典型缺陷的产生过程。分析了这些缺陷的产生机理，为研究排除制品缺陷提供了理论依据。     

基于稳健优化的注塑件变形预补偿方法研究

针对凭经验进行预补偿设计容易造成预补偿失败的问题,提出了基于稳健优化的注塑件变形预补偿方法,综合考虑了塑料物性参数、浇注系统、冷却系统及工艺参数对注塑件翘曲变形量的影响,使变形预补偿更具有针对性。首先给出注塑件变形预补偿的原理,并提出利用模流分析来获得变形预补偿的数据,给出了MPI中实现预补偿的方法;接着提出了基于稳健优化的变形预补偿方法及实现流程,建立了适合变形预补偿的稳健优化模型;最后通过实例验证了提出的方法具有较好的可行性及工程实际应用价值。     

注塑微发泡制品表面质量和发泡形貌的研究进展

综述了近几年来国内外注塑微发泡制品研究进展。重点阐述了反压压力、模具温度、注塑工艺、无机填料和聚合物共混对注塑微发泡制品表面质量和发泡形貌的影响。最后对该领域以后的发展方向进行了展望。     

表面结构对金属/塑料复合注射成型界面结合强度的影响

通过一种简易化学清洗和腐蚀的方式,在金属表面获得微米级孔洞,并采用复合注射成型将金属和聚合物结合。通过溶液处理金属铝片时间变化得到不同尺度的表面微结构,研究表面微观结构对界面结合强度的影响规律。结果表明,经过盐酸处理过的金属铝表面表现出密集的微米级孔洞,随着腐蚀时间的增加,金属表面微孔孔径和微孔密度先增大后减小,界面结合剪切强度在孔径和孔密度的共同影响下先增大后减小,最大值为10.24 MPa;这一金属表面处理方式在汽车内饰、建筑装饰、电子产品外壳等领域提供工程化应用理论基础。     

聚丙烯注塑成型条件的优化

注塑条件的选择对注塑件质量及力学性能有着很大的影响。通过改变注塑速率、注塑压力、保压压力、模具温度及注射时间,找出了最佳的注塑条件,对于正确测定聚丙烯冲击强度和弹性模量等力学指标,客观反映该材料的力学性能具有重要的意义。     

电磁动态注塑对等规聚丙烯增韧和增强研究

利用普通注射成型和电磁动态注塑机注射成型制备等规聚丙烯试样，并对其进行拉伸强度、冲击强度、差示扫描量热仪（DSC）和广角X射线衍射（WAXD）测试。对动态与稳态注射成型聚丙烯制品的力学性能进行了比较，并结合微观测试结果，深入探讨了制品微观结构与力学性能之间的关系。力学测试结果表明，动态成型制品的拉伸性能和冲击性能比稳态加工条件下都有所提高，尤其是制品冲击性能的提高幅度可以达到40％以上，实现了对制品的同时增强和增韧。DSC和WAXD测试表明，动态成型制品的结晶比稳态制品完善，并且晶粒尺寸也小于稳态制品。经过理论分析，认为结晶情况的改善是制品拉伸强度提高的原因，而晶粒细化则大幅度提高了制品的冲击强度。