水辅助注塑制品残留壁厚和穿透长度影响因素的研究

为能水辅助注塑成型壁厚较小且较均匀的聚丙烯弯管,设计了一种自锁式喷嘴,既满足高流量的要求,又可防止熔体堵塞喷嘴。在相同的工艺条件下,分别使用自锁式喷嘴和孔形喷嘴,对成型的弯管壁厚进行比较,结果表明:与孔形喷嘴相比,使用自锁式喷嘴时制品的残留壁厚更小更均匀。此外,使用该自锁式喷嘴,研究了水辅助注塑中注水压力和延迟时间对制品残留壁厚和水穿透长度的影响.     

水辅助注塑技术研究进展

水辅助注塑是在气体辅助注塑基础上发展起来的一种成型中空制品的新技术,综述了水辅助注塑中熔体的流动行为、工艺参数对制品残留壁厚及穿透长度的影响、制品微观形态及力学性能和数值模拟技术的最新进展,最后对水辅助注塑技术研究前景进行展望。     

水辅助共注塑弯管壁厚的实验分析

利用装配有自主设计的注水装置的共注塑机对水辅助共注塑（WACIM）弯管的壁厚分布进行了实验与分析。结果表明,溢流法WACIM弯管弯曲外侧的总壁厚及内层壁厚都较厚,而弯曲内侧的总壁厚及内层壁厚均较薄;短射法WACIM弯管的总平均壁厚及内层平均壁厚均比溢流法更薄,后段弯曲处外侧的总壁厚及内层壁厚比溢流法显著更薄;随着弯曲角度的增加,弯曲外侧的总壁厚及内层壁厚增加,内侧的总壁厚及内层壁厚减小。     

水驱动弹丸辅助注塑管件壁厚的弹丸影响

对水驱动弹丸辅助注塑(W-PAIM)中弹丸对管件壁厚的影响进行了实验与分析.通过搭建实验平台研究了弹丸的材质、头部形状、直段长度、截面尺寸这4个因素对聚丙烯(PP)的W-PAIM管件残余壁厚的影响.结果表明,在聚酰胺6(PA6)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚四氟乙烯(PTFE)、PP 4种弹丸材质中PA6...     

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。     

水辅助注塑中高压水穿透过程的数值模拟

对水辅助注塑(WAIM)中高压水的穿透过程进行有限元模拟,研究熔体的充模行为,并分析其拉伸场和剪切场。结果显示,高压水推动熔体充模的过程可分为填充初期、快速填充期和填充末期3个阶段;较明显的拉伸应变速率仅出现在高压水前沿和熔体前沿区域;高压水前沿区域存在分布较宽且较为强烈的剪切速率,而高压水对已穿透区域的熔体几乎没有剪切作用。此外,模拟所得WAIM制品的穿透长度和掏空率与实验结果较吻合。     

型腔截面对水辅助注塑成型水穿透的影响

为考察型腔截面对溢流法水辅助注塑中水穿透的影响,基于装备有自行研发的水辅助注射系统的注塑机对几种具有代表性的型腔截面进行溢流法水辅助注塑实验,探究了型腔截面形状、大小对水穿透截面形状、中空率及残留壁厚等方面的影响规律,并分析了影响机理。实验发现：在溢流法水辅助注塑中,水的穿透截面形状会趋向型腔截面形状;在型腔截面积相近时,水穿透的中空率随截面圆率增大而增大;在型腔截面圆率一定时,水穿透的中空率受截面大小影响不大;型腔截面恒定,水的穿透截面也较恒定,残留壁厚均匀;圆截面型腔的残留壁厚最均匀,且残留壁厚随截面的增大而变厚;型腔截面的最大残留壁厚和最小残留壁厚与壁面到截面内切圆中心的距离有关。这些发现为水辅助注塑制品的截面设计提供了参考。     

水辅助注射成型技术的研究进展

介绍了水辅助注射成型的基本原理、成型方法及特点和应用。综述了水辅助注射成型的实验研究和数值模拟研究的进展,指出了水辅助注射成型技术的关键、难点和今后的工作方向。     

塑料黏度和制品壁厚对夹芯注射芯层穿透效果的影响研究

通过Moldflow软件对桶形塑件进行了夹芯注射模拟仿真分析,研究了芯/壳层材料黏度比和制品壁厚对夹芯注射制品芯层穿透长度、芯层厚度和芯层分布均匀性的影响。结果表明,在成型工艺参数相同的情况下,随着芯/壳层黏度比的增大,芯层穿透长度比按照1.41 %~1.67 %的倍率对应减小,芯层厚度因子均值按照1.76 %~2.28 %的倍率对应增大,芯层厚度因子偏差按照1.91 %~2.66 %的倍率对应增大,芯层厚度分布均匀性有所下降;制品壁厚每增加1 mm,芯层穿透长度比减小1 %~2 %,芯层厚度因子均值增大6 %左右,芯层厚度因子偏差增大10 %左右。     

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。     

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。     

熔体温度对水穿透行为影响的可视化研究

利用水辅助注塑可视化模具和自主研发的注水系统,以聚苯乙烯(PS)为原料,对不同熔体温度下的水辅助熔体流动充模的过程进行了观察,并研究了水的穿透行为。结果表明：熔体温度低,水前缘熔体的惯性力增大,产生"折线"水道,水在后半模腔熔体的穿透中,水前缘速度与水前缘熔体速度相近;熔体黏度高,水前缘速度大于水前缘熔体速度;熔体温度越高,射流穿透的时间越长,水在前半模腔穿透用时越少。     

不同水针口径下的水辅助注射成型数值模拟

使用流体力学软件,对使用溢流法的三维120°～150°弯曲圆管件进行了水辅助注射成型可视化研究。分别改变水针口径尺寸、注水延迟时间、注水压力与熔体温度,分析其对制件内部水穿透行为的影响。结果表明,水针口直径为7 mm时,能显著增加制件的内部穿透长度并得到残余壁厚更薄的制件;受水针结构影响,注水延迟时间为1 s、注水压力为8 MPa、熔体温度为250℃时,水穿透长度最优能增长400%,壁厚减少20%;在注水延迟时间为1 s、注水压力为10 MPa、熔体温度为230℃时,穿透长度最大达到298 mm;注水延迟时间为1 s、注水压力为8 MPa、熔体温度为250℃时,比熔体温度为210℃和230℃的实验组受水针影响严重;缩短注水延迟时间、增加注水压力、升高熔体温度都能有效增大制件的中空率,成型出更薄的管件,但是水针对水辅助注射成型的影响不容忽视,其微小变化能极大地改变成型制件的内部型腔,有效提高水穿透行为的效率。     

短玻纤聚丙烯水辅注塑中注水压力控制方式的数值模拟

基于广义非牛顿本构方程,采用有限体积法对不同注水压力控制方式下短玻纤聚丙烯水辅注射成型进行数值模拟。研究表明,注水压力控制方式的改变,会对水辅注塑制件的残余壁厚、偏心率产生一定的影响;使用折线式的控制方式,不同分组之间残余壁厚大小相近,偏心率均较大,同一分组下残余壁厚的变化较小;使用阶跃式的控制方式,不同分组下残余壁厚大小都不相近,且偏心率较小,同一分组下残余壁厚的变化较大。