全塑混合成型预置件红外加热装置设计及性能研究

全塑混合成型中预置件表面温度对成型制件界面黏结强度起着至关重要的作用,针对注塑成型前对预置件表面进行快速而均匀加热的需求,以红外线陶瓷加热器为热源,设计和制造了注塑机普遍适用的预置件加热装置及电气控制系统。以连续玻璃纤维增强聚丙烯平板预置件为研究对象,实验研究了加热温度和加热距离对预置件表面升温速率的影响,通过优化得到最佳工艺为加热温度650℃,加热距离15 mm。将上述预置件表面加热到设定的220℃用时28 s。     

在单方向往复低剪切力场中生成双向自增强HDPE试样的研究——(Ⅰ)试样制备及工艺条件对力学性能的影响

介绍在动态保压注塑成型技术提供的单方向往复低剪切应力场作用下来制备双向自增强试样。作者设计并制造了成型装置，初步研究了其成型原理、成型工艺、探讨了自增强效果与各工艺条件之间的关系。结果表明，采用本文所述的动态保压注塑成型技术显著提高了ＨＤＰＥ试样的力学性能——流动方向和垂直流动方向的拉伸强度均从２５ＭＰａ提高到３６ＭＰａ以上，达到了双向自增强的效果。自增强ＨＤＰＥ试样的拉伸强度强烈依赖于熔体的流动条件：流动方向的拉伸强度随液压站输出压力的提高而提高，垂直流动方向的拉伸强度则有一个对应最大拉伸强度的液压站输出压力；模具温度对拉伸强度的影响与压力对拉伸强度的影响相类似；熔体温度的提高有利于两个方向拉伸强度的提高；保压周期太长或太短均会使拉伸强度下降。     

熔体注射温度对聚合物水辅共注成型过程的影响

水辅共注成型制品质量主要受控于水与芯层熔体的穿透过程,为此研究成型过程参数对水辅共注成型过程的影响规律就显得尤为重要。通过建立的全三维非稳态非等温水辅共注成型过程有限元数值模拟算法与技术,系统研究了芯层熔体注射温度对水辅共注成型水与芯层熔体的穿透过程的影响规律,并揭示了其机理。研究结果表明,芯层熔体和水的穿透深度均随着芯层熔体注射温度增加而增大,且芯层熔体和水的穿透深度与芯层熔体注射温度显线性递增关系,提高芯层熔体注射温度有利于细长塑料制品的水辅共注成型。     

细胞皿微型塑件注射成型工艺

微尺度聚合物熔体充模流动过程较复杂,涉及影响因素较多,针对微尺度聚合物熔体的充模流动特点,以细胞皿塑件为研究对象,采用变模温、抽真空排气及微细电火花加工技术,设计制造了微注塑模具。基于Taguchi实验设计方法,以高密度聚乙烯(HDPE)和聚甲醛(POM)两种材料研究了工艺参数及其交互作用对微塑件成型质量的影响规律。实验结果表明,对于HDPE材料,模具温度对填充率的影响最大,保压压力次之,熔体温度和保压时间影响相对较小;对于POM材料,熔体温度对填充率的影响最大,保压压力次之,模具温度和保压时间影响相对较小。     

微孔泡沫塑料注射成型工艺优化

结合CAE和TaguchiDOE技术研究了工艺参数对注射成型微孔(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)泡沫塑料泡孔直径的影响。结果表明,CAE和TaguchiDOE技术是研究工艺参数对制品质量的影响并优化工艺参数的有效工具;在所研究的工艺范围内,熔体温度和注射时间对泡孔直径有较强的影响;而注塑压力和模具温度对泡孔直径的影响较弱;通过减少注射时间、提高熔体温度和注塑压力可增大泡孔直径。     

基于ANSYS的注塑模三维温度场数值模拟

建立了注塑模具和塑件三维瞬态传热分析的数学模型并确定了边界条件和初始条件,基于ANSYS平台二次开发实现了模具和塑件温度场的耦合分析。模拟了不同冷却方式、初始模具温度和初始熔体温度下的冷却过程,分析了这3种因素对塑件温度场和塑件温度-时间曲线的影响。结果表明:同熔体温度相比,模具温度对冷却过程的影响更大;塑件温差随模具温度、熔体温度的升高而增大,其中熔体温度的影响较大;通入冷却水后,塑件温度降低速率加快、塑件温差减小,且在较高模具温度下这种效果更为明显。     

蒸汽加热变模温注射成型数值模拟与结果分析

采用Moldflow软件对变模温注射成型过程进行数值模拟。利用蒸汽加热和冷却水冷却的变模温注塑工艺,研究不同蒸汽加热时间下注塑位置处压力以及制件冷凝层的变化规律,同时分析了制件表面和模具型腔表面的热响应规律。结果表明,相比于传统注射成型工艺过程,变模温注射成型通过提高注塑充填过程中模具温度,使得制件冷凝层出现在充填阶段之后;随着模具加热时间从10、15、25 s增加到40 s,注塑位置处最大注射压力从87.0608、84.6064、79.6863 MPa减小到74.4342 MPa,大大提高了熔体注塑充填过程中的充填能力;通过不同的蒸汽加热时间,制件表面和模具型腔表面可以获得不同的温度值,同时通过模拟获得了传热系数对制件表面温度的影响。     

注塑成型工艺对汽车座椅塑料件力学性能的影响

以汽车座椅塑料件为例,以有限元软件Moldflow与Abaqus为技术平台,模拟分析汽车座椅塑料件的注塑成型过程与汽车座椅塑料件在实际工况下的应力分布。利用Moldflow软件模拟,得到汽车座椅塑料件在成型后的翘曲变形和残留的应力场。再将塑件的残余应力场作为预定义应力场导入到Abaqus软件中,在此基础上施加实际的边界条件与载荷,并与无预定义应力场塑件上加载进行对比,研究注塑成型工艺对塑料件力学性能的影响。结果发现,随着模具温度、熔体温度的降低与保压压力的增大,汽车座椅塑料件在服役状态下的应力增大。该研究结果对提高注塑件的结构分析精度将有较大的现实意义。     

基于Moldflow的车灯面罩翘曲影响规律研究

针对以车灯面罩为代表的薄壁曲面零件,利用Moldflow对车灯面罩的注塑过程进行了分析,研究了浇口位置、模具温度、熔体温度对塑件翘曲等缺陷的影响规律。分析发现,使用长侧边单浇口时获得的塑件填充质量较好,收缩不均是引起翘曲变形的主要原因。当熔体温度升高时,有利于翘曲量的减小,型腔型芯采用不同温度有利于减小由于收缩不均引起的翘曲。确定最佳成型温度条件为熔体温度280℃,型腔温度60℃,型芯温度70℃。     

模具温度对注塑成型加工的影响及其冷却探析

针对注塑成型的技术要求,分析模具温度的冷却过程和决定模具温度冷却效果的影响因素,以及冷却系统的散热与功能参数的计算方法,对于优化模具结构设计、提升注塑成型加工的效益具有重要意义.     

微孔发泡注塑隔热模具涂层热模拟优化分析

从环境影响和控制成本的角度考虑,得到高表面质量的微发泡制品具有一定的难度。通过添加模具涂层实现被动成型温度的控制已经受到了极大的关注。在该研究中,将不同厚度ZrO2材料涂覆在模具型腔表面,使用P20作为模具材料进行微孔注塑成型PP熔体,通过使用Ansys Workbench正交模拟优化分析熔体与模具的界面温度,模拟结果显示涂层厚度对界面传热速率影响最为显著,最终得到在ZrO2涂层作用下最优参数组合:模具温度60oC,熔体温度240oC,涂层厚度0.4 mm,为改善微发泡制品表面质量提供数据支持。     

聚碳酸酯注塑工艺条件研究

以双酚A型聚碳酸酯(PC)为原料,对其进行注射成型,主要探讨了注射成型温度对其成型性能和力学性能的影响,同时讨论了注塑压力及模具温度对其成型性能的影响。结果表明,随着注塑温度升高,PC试样的拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率及缺口冲击强度升高,当注塑温度超过290℃后,力学性能总体上变化不大,注塑温度过高或过低都会使试样透明性下降、缺陷增多,而过高或过低的注塑压力及模具温度均会劣化PC的成型性能。PC的最佳注塑工艺条件为注塑温度290℃,注塑压力100 MPa,模具温度100℃。对在最佳注塑工艺条件下注塑的PC试样通过退火的方式进行热处理,发现在一定范围内,随着热处理温度提高,PC试样的拉伸强度和弯曲强度总体上升高,断裂伸长率和缺口冲击强度下降。当对PC的强度要求较高而对韧性要求相对较低时,125℃是较为适宜的热处理温度;而当对其韧性和强度都有一定要求时,热处理温度不宜太高。     

工艺参数对水辅注塑弯管壁厚的影响

利用华南理工大学自主研发的注水系统和水辅注塑弯管模具,研究了熔体温度、模具温度、注水延迟时间、熔体注射量、注水压力、注水温度、熔体注射速率和熔体注射压力等8个水辅成型主要工艺参数对聚丙烯制品壁厚偏差率的影响,并分析了影响机理。结果表明,部分工艺参数对于制品弯曲段的壁厚偏差率有影响;增加注水延迟时间,降低注水压力和模具温度,短射填充区的制品壁厚的偏差率有所减小;提高熔体温度,壁厚偏差率的波动幅度增大。     

带金属嵌件的手机外壳注塑成型翘曲变形分析

在Moldflow模拟分析的基础上,通过正交试验研究了熔体温度、模具温度、注射时间、保压压力、保压时闻和冷却时间等工艺参数对带金属嵌件的手机外壳注塑成型翘曲变形的影响,并优化了成型工艺.结果表明,保压时间和保压压力对翘曲变形的影响最大,最佳工艺组合为:熔体温度310℃,模具温度120℃,注射时间0.3 s,保压压力14...     

注塑工艺对PTW/PEEK制品力学性能的影响

采用注塑成型工艺制备了六钛酸钾晶须(PTW)/聚醚醚酮(PEEK)制品,研究了PTW/PEEK复合材料注塑成型时注塑温度、模具温度以及退火处理对制品力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)观察PTW/PEEK制品的微观形貌对其进一步验证。研究结果表明,成型温度为后段350℃、中段370℃、前段390℃,模具温度为180℃时,PTW/PEEK制品的力学性能较佳,并且制品在200℃下退火处理1 h后,制品的力学性能进一步得到提高。     

PMMA微流控芯片最佳注射成型工艺的实验研究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料,通过注塑加工的方式制备微流控芯片,经过多次注塑实验得出影响PMMA微流控芯片成型质量的主要因素是:模具温度、保压压力、熔体温度和注射速度.在其他参数不变的情况下,通过正交实验和极差分析确定了PMMA微流控芯片注射成型的最佳工艺:熔体温度260℃,模具温度50℃,保压压力60 MPa...     

界面传热对薄壁注塑成型质量的影响

利用数值模拟方法,研究了熔体与模具间界面传热对注塑成型制件质量的影响情况。研究结果表明,薄壁制件的翘曲量会随着传热强度的增大而增加,且其影响程度因聚合物材料而异;另外,随着薄壁制件厚度的减小,熔体与模具间界面传热强度对薄壁制件翘曲量的影响变得越显著;采用低导热模芯或采用隔热涂层的方式降低熔体与模具间的传热强度,可以改善薄壁注塑成型翘曲现象,为改善薄壁件注塑成型质量提供了新思路。     

注塑工艺参数对防眩板力学性能的影响

以防眩板为例,结合Moldflow和ANSYS软件,将Moldflow分析后的节点、单元数据,各单元的材料属性,热膨胀系数值,残余应力值及分子和纤维取向角度等导入到ANSYS进行结构分析,研究了各注塑工艺参数对防眩板成型后力学性能的影响。结果发现,保压时间、熔体温度及模具温度对防眩板力学性能的影响较大,而注射速率及保压压力的影响较小。采用较长的保压时间、较低的熔体温度和模具温度,以及稍快的注射速率可制得力学性能较好的防眩板。该研究结果对提高注塑件的结构分析精度将有极大的现实意义。     

长纤维增强聚合物注塑纤维长度分布三维数值模拟

基于Phelps-Tucker纤维断裂模型,以中心浇口圆盘为研究对象,采用Moldflow对长纤维增强聚合物注塑流动过程进行三维数值模拟,研究流动速率、熔体温度、模具温度和保压压力对纤维长度分布的影响规律,并探讨其产生的机理。结果表明,浇口附近是最长纤维和最短纤维的共存区;近壁面处纤维长度较中心层长;随着流动速率、模具温度和保压压力的增加,纤维长度均减小;随着熔体温度的增加,纤维长度先减小后增大;在近壁面处保压压力对纤维长度的影响不大。以上结果与文献对比总体吻合较好。     

基于计算机辅助设计的夹芯注塑成型可视化分析

为优化交换器夹芯注塑成型工艺,提升交换器结构的应力效果,保证交换器质量,对基于计算机辅助设计的夹芯注塑成型可视化分析进行研究。以ABS作为交换器夹芯注塑材料,结合交换器塑件的结构特点,基于Pro/E软件设计交换器夹芯注塑成型模具,将模具注塑成型工艺参数输入卷积神经网络模型,预测交换器夹芯注塑成型翘曲结果,以最小翘曲结果为目标函数,经遗传算法获取最优注塑成型工艺参数。将Pro/E软件设计的交换器夹芯注塑模具和求解获取的最优注塑成型工艺参数输入Moldflow平台,实现交换器夹芯注塑过程中工艺仿真以及可视化分析。结果表明：当模具温度为65℃、熔体温度为240℃、保压压力65 MPa、保压时间为6 s、充模流速为159 cm³/s时,交换器夹芯注塑成型产生的翘曲变形结果最低,为0.722 mm。交换器夹芯注塑内部流场的熔体流速均在80～100μm/ms范围内,平衡程度较好。采用优化后的工艺参数完成交换器夹芯注塑成型,可提升交换器的受力能力。