聚碳酸酯光学制品注塑成型的残余应力EI北大核心CSCD

采用单一变量实验考察了不同注射工艺参数对光学制品双折射的分布规律,通过应力-光弹定律计算了对称轴上残余应力值。用Moldflow软件对制品成型过程中型腔内流场进行模拟,分析了厚度方向应力的变化。结果表明,沿熔体流动方向上,制品残余应力是逐渐减小的,浇口附近有应力集中;在合理工艺范围内,适当提高成型温度和模具温度,延长保压时间和冷却时间有助于减小制品的残余应力,保压压力和注塑速度应适中才能改善制品的成型质量。     

注塑压缩成型工艺对聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯复合平板残余应力的影响

基于光弹法研究了聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两种材料的二次注射压缩成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及压缩距离等对PMMA-PC复合平板制件残余应力的影响。结果表明,随保压压力的增大、保压时间的延长,残余应力呈现先减小后增大趋势;增加熔体温度和压缩距离会降低复合平板内的残余应力。模具温度的升高会使复合平板的残余应力逐渐增大,原因在于模内不对称冷却加剧了复合平板内部的残余热应力,当模具温度为70～80℃时,复合平板内残余应力较小且分布均匀。所研究的工艺参数中,模具温度和熔体温度对复合平板的残余应力影响最为显著。     

注塑压缩成型工艺对聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸酯复合平板残余应力的影响EI北大核心CSCD

基于光弹法研究了聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两种材料的二次注射压缩成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及压缩距离等对PMMA-PC复合平板制件残余应力的影响。结果表明,随保压压力的增大、保压时间的延长,残余应力呈现先减小后增大趋势;增加熔体温度和压缩距离会降低复合平板内的残余应力。模具温度的升高会使复合平板的残余应力逐渐增大,原因在于模内不对称冷却加剧了复合平板内部的残余热应力,当模具温度为70～80℃时,复合平板内残余应力较小且分布均匀。所研究的工艺参数中,模具温度和熔体温度对复合平板的残余应力影响最为显著。     

注射成型工艺参数对聚碳酸酯残余应力的影响

采用正交实验法考察了不同注射成型工艺参数对聚碳酸酯(PC)残余应力的影响,结果表明:熔体温度对残余应力影响最大,冷却时间和模具温度次之,注射压力影响最小。熔体温度升高,分子链快速松弛,残余应力减小。同时试样浇口附近处的残余应力较大且分布集中,沿熔体流动方向,残余应力逐渐减小。对于不同成型工艺,残余应力的分布趋势基本相同。     

二次注射成型工艺参数对PMMA-PC复合平板翘曲的影响

研究了基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)两种材料的二次注射成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及注射速率等对PMMA-PC复合平板制件翘曲量的影响。结果表明:随保压压力的增大,翘曲量呈现先减小后增大趋势;保压时间的延长则有利于减少复合平板的翘曲量,增加熔体温度和注射速率会增大复合平板的翘曲量。模具温度的升高会使复合平板的翘曲变形方向朝PMMA侧逐渐增大,模内不对称冷却引起复合平板内部的残余热应力成为翘曲量增大的主要原因,当模具温度为90℃时,复合平板基本无翘曲。所研究的工艺参数中,模具温度和保压时间对复合平板的翘曲影响最为显著。     

模具温度对高光注射成型制品表面沉降的影响

以自主设计的车载高光蓝牙外壳为例,对模具温度对高光注射成型制品表面沉降影响规律,相同及不同模温条件下其他成型参数对制品表面沉降影响规律进行成型模拟研究。结果表明:高光成型制品沉降指数明显小于普通成型,且随模具温度的升高呈准线性减小趋势;模具温度设定情况下,保压压力对制品沉降指数影响最大,熔体温度、注射压力和保压时间影响效应相当,冷却时间几乎不具影响;随着模具温度的逐步升高,制品沉降指数随熔体温度的升高、注射压力增大呈减小趋势,随着其他参数的变化则呈波动变化趋势,且均在塑料热变形温度附近达极限值。     

注射压缩成型与常规注射成型的模腔压力对比分析

在自主开发的注射压缩模具上安装模腔压力传感器,从工艺角度出发,对常规注射成型和注射压缩成型的模腔压力进行了工艺相关性的对比与分析。结果表明,注射压缩可有效降低注射压力和模腔压力,使模腔压力场更加均匀。常规注射成型中模腔压力受模具温度的影响最大,其次为熔体温度、保压时间和保压压力,而注射压缩成型中压缩速率对模腔压力的影响最大,其次为熔体温度和模具温度,压缩行程最弱。低残余应力与低翘曲变形进一步验证了注射压缩的技术优势和压力场特征,表明了模腔压力具有重要的工艺性能指导作用。     

RHCM成型工艺对制品复原性的影响

以自主开发的车用蓝牙高光模具和成型温控辅助装置为试验基础研究了高光注射成型(RHCM)工艺参数对制品型腔复原性的影响规律。结果表明,高光成型的高模温充型、保压及快速冷却等技术特点可更好地保证制品对型腔的高复制率;压力因素和温度因素对制品复制度的影响比较显著,而时间因素影响甚微;相对于普通成型,高光成型所需熔体温度和注射压力均有所提高,且保压时间对制品复制度的影响有所增加。通过对各工艺参数对浇注系统凝料影响研究发现,可采用提高成型温度的方法在不增加系统凝料的前提下大幅提高制品复制度。     

工艺参数对高光注射成型制品复制率的影响

以自主开发的车载高光蓝牙外壳模具和温控辅助装置为基础,研究了工艺因素对高光注射成型制品复制率的影响。结果表明,高光成型制品复制率随着模具温度的升高而准线性增大;模温设定条件下,保压压力对制件复制率的影响最大,其次是保压时间,冷却时间影响最小,熔体温度和注射压力的影响以塑料热变形温度为分界点,当模温低于该温度时注射压力的影响较大,反之则相反;随着模温逐步升高,熔体温度和注射压力对制品复制率影响小幅度增大,保压压力、保压时间和冷却时间的影响呈倒"V"型小幅度波动,且均在塑料热变形温度附近达极小值。     

采用紫外光刻电铸技术的微型腔注塑成型

针对复杂微型腔制作的难点,基于紫外光刻电铸(UV-LIGA)技术和掩膜腐蚀的方法加工了细胞皿微型腔。以聚丙烯(PP)进行单因素充模流动工艺试验,通过极差分析,研究了注射速率、模具温度、熔体温度、保压压力和保压时间对微制品成型质量的影响规律。注射速率对提高充填率起主要作用,模具温度和熔体温度是次要因素,而保压压力和保压时间相对其它因素对充填质量影响较差,但必须保持在一个较高的水平。在获取优化工艺参数后,获得合格的制品。因此基于UV-LIGA技术和掩膜腐蚀的方法制作复杂结构微型腔对于微注塑成型是可行的。     

注射成型聚苯乙烯的取向和残余应力

设计带压力传感器和热电偶的矩形模具,进行聚苯乙烯不同工艺条件注射成型实验,通过测试双折射３个热直方向的分量,分析工艺条件对制品性能的影响。最后讨论注射成型制品中的取向分布和残余应力。     

模具温度对高光成型制品收缩影响试验

以自主开发的车载蓝牙外壳模具和温控辅助装置为试验基础,对模具温度对高光制品成型收缩影响规律、不同模温条件下其它参数对制品收缩影响规律、及保证相同品质条件下各参数随模温变化规律进行试验研究。结果表明,模具温度对制品收缩影响最主要特点是当模温提升至塑料热变形温度之后制品线收缩率明显减小;在相同模温条件下,压力和温度因素对制品收缩影响显著,而时间因素影响甚微;随着模温的逐步提升,在熔体温度、注射压力一定条件下,制品线收缩率呈小幅减小趋势,而对于保压压力、保压时间或冷却时间则呈"V"字型小幅波动变化。     

工艺因素对RHCM成型制品收缩的宏观影响

开发了车载高光蓝牙快速热响应实验模具和动态模温控制系统,基于单因子实验和Taguchi理论,以无定形ABS塑料为实验材料,研究了模具温度对高光注塑成型(Rapid Heat Cycle Molding,RHCM)制品收缩的影响规律。结果表明:适当升高模具温度可以有效降低制品收缩,最佳模温应控制在塑料热变形温度附近;在高模温作用下,熔体温度(低于210℃)和注射压力(低于100 MPa)较低时,制品收缩性态较为复杂,当二者高于该临界值之后则趋于稳定减小或大体不变状态;保压压力、保压时间和冷却时间的影响呈"V"型小幅波动,且均在塑料热变形温度附近达极小值;模温设定条件下,保压压力对制品收缩影响最大,其次是保压时间,冷却时间影响最小,熔体温度和注射压力的影响效应相当.     

模具温度对快速热循环成型制品复原性的影响

为深入了解模具温度对快速热循环注塑成型制品复原性的影响,以自主开发的车用蓝牙高光模具和成型温控辅助装置为基础,研究了快速热循环注塑成型模具温度对制品复原性的影响,并分析了不同模具温度条件下其他参数对制品复原性的影响及相同品质条件下各参数随模具温度的变化规律.结果表明,当模具温度升至塑料热变形温度附近时,复制率明显提高;在相同模具温度条件下,压力和温度对制品复制率的影响较明显,时间对制品复制率的影响甚微;随着模具温度逐步升高,在熔体温度、注射压力不变条件下,制品复制率呈小幅升高趋势,对于保压压力、保压时间和冷却时间则呈"V"字型小幅波动变化.     

聚合物微流控芯片的注射成型

针对注塑成型微流控芯片过程中出现翘曲变形和微通道复制精度不高等缺陷,采用正交分析法,仿真优化了芯片厚度方向上的翘曲变形;基于翘曲优化结果,实验研究了微注射成型微流控芯片过程中模具温度、熔体温度和注射速度对微通道变形的影响。结果表明,保压时间和保压压力对微流控芯片的翘曲变形影响最大,而模具温度对微通道变形影响最为显著。采用优化的工艺参数,所成型的芯片微通道具有较高的复制度,无明显翘曲变形,可满足使用要求。     

碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备与性能

通过高温模压方法,制备了碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料。采用差示扫描量热、热失重、弯曲测试、拉伸测试、扫描电子显微镜等分析方法对制品热学性能和力学性能进行了分析。分析结果表明,制备CF/PEEK复合材料的最佳工艺参数为:成型温度380℃~390℃,停留时间30 min,保温保压30 min、2 MPa~3 MPa,后期保压压力4 MPa~5MPa,保压时间3 h。复合材料制品弯曲强度达到1783 MPa,分解温度达578℃,表明其具有优良的力学性能和热稳定性。     

碳纤维/环氧树脂预浸带铺放应力场及制品微观结构的模拟与实验

碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料在铺放成型时,由于树脂基体与碳纤维之间的热膨胀系数存在差异以及成型时热-力参数作用下由于纤维的变形而导致纤维与基体接触处产生应力集中等原因,在制品材料中会产生热残余应力。针对碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料的实际结构特点,利用ABAQUS有限元软件建立含有界面的碳纤维/环氧树脂预浸带复合材料的细观代表性体积单元(Representative volume element, RVE)有限元模型,采用实验研究和有限元仿真分析的方法,研究在温度-压力参数作用下预浸带铺放制品残余应力的分布规律及影响机理。首先,建立预浸带铺放时的温度和压力模型,研究不同温度和压力参数条件下碳纤维/环氧树脂预浸带铺放制品残余应力的分布情况。其次,采用耦合降温法模拟碳纤维/环氧树脂预浸带残余应力随纤维体积含量、铺放压力以及铺放温度的变化规律,并采用扫描电镜对不同工艺参数条件下预浸带铺放制品的微观结构进行分析。通过对模拟结果进行分析比较得到各因素对制品残余应力的基本影响规律;最后进行不同温度和压力等铺放参数对预浸带铺放成型时残余应力影响的实验测试研究。      

纤维含量对注塑制品残余应力影响的数值模拟

采用短纤维增强尼龙6复合材料,对带有半圆形缺口平板制件的注塑成型过程进行了模拟。以制件半圆形缺口附件的5个单元为研究对象,分别获得了不同位置上纤维取向和制件脱模时应力沿厚度方向上的变化,深入讨论了模具外形、纤维含量变化对纤维取向以及残余应力的影响。研究结果表明,随着纤维含量的增加,纤维间相互作用系数Ci减小,取向程度升高,皮层取向厚度减小,芯层取向厚度增加;纤维含量越高,制品冷却时沿厚度方向的压力幅值越大,残余应力沿厚度分布幅值也越大;制件形状的改变,影响了熔体流经此处的流动状态,同时也影响了缺口附件纤维取向以及残余应力。     

注塑成型工艺条件对塑料简支梁冲击强度的影响

塑料简支梁冲击试验是检验塑料产品机械强度的一个重要手段,测定的是材料受到摆锤冲击时所产生的抵抗力,用于评价材料的抗冲击能力,因此试验结果的准确性十分重要。简支梁冲击强度受注塑成型工艺条件影响较大,本文主要介绍注塑成型工艺条件中的注射速率、模具温度、保压压力和保压时间对简支粱冲击强度测定结果的影响,进而得出简支梁冲击强度与注射速率、模具温度、保压压力和保压时间的关系,并从中总结出提高塑料简支梁冲击强度的方法。     

冷拉拔管棒材的残余应力测试与分析

用电阻应变片法测试了管棒材拉拔、矫和退火过程中产品表面残余应力,了管棒材残余应力随工艺参数变化的规律,结果表明,用不同变形方法生产管材,其表面残佟尖力相差很大。对制品采用去应力低温退火,在金属内部完成回复过程是减小制品残余应力最有效的措施。