超薄导光板压印工艺的模拟与实验分析

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基片,采用一种上下模差温热压印的方法,制备具有双面微结构的超薄导光板。利用Deform~2D软件对压印过程中上模温度、下模温度和压强进行了有限元模拟,分析了不同工艺参数对双面微结构复制质量和聚合物成型情况的影响。以微结构的复制率和照度均匀度为评判依据,通过具体实验对模拟结果进行验证并得到了合适的工艺条件。结果表明:Deform~2D软件对导光板加工工艺参数的模拟与实验情况较为一致,当上模板温度为113℃,下模板温度为100℃,压强为11 MPa时,超薄导光板的结构复制率可达90%以上,照度均匀度可达72%。     

模具微结构及其加工方式对导光板性能的影响

为研究导光板微透镜结构尺寸及其加工方式对导光板性能的影响,选取了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)两种材料的基板,在类固态等温热压印成型工艺条件下压印导光板。然后采用九宫格法分别测量其表面9个点的照度,并算出其平均照度和均匀度,以导光板的平均照度和均匀度为导光板质量的表征量。结果表明:网点直径为80和37μm的PMMA均匀度曲线交点所对应的基片厚度为0.95 mm,而PC的均匀度曲线交点所对应的基片厚度为0.80 mm;相同厚度下,PMMA导光板比PC导光板所需的网点微透镜结构直径大;越薄的导光板所需的网点微透镜结构越小;撞点法加工的微结构模具比激光烧灼模具更有利于导光板微透镜结构的成型。     

微流控芯片注射紫外光固化成型中缺陷形成机理及解决方案研究

提出了一种微流控芯片的新型成型方法——紫外(UV)光固化微注射模塑成型,微通道"十"字处和整个基体表面的气泡为其成型的主要缺陷,对后续芯片的使用将会造成很大影响;利用可视化实验研究分析了缺陷的形成原因,并研究了各工艺(注射压力、抽真空、注射方式、光照方式等)对缺陷改善的影响。结果表明,注射方式对"十"字处气泡的形成影响最大,光照方式对基体表面气泡的形成影响最大,通过选用适当的注射方式和光照方式,能够完全解决"十"字处和基体上的缺陷。     

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。     

变模温注压成型对超薄导光板品质的探析与实践

超薄导光板高速高压注射成型具有残余应力集中、厚度不均、微特征转写效果差等缺陷。简述了导光板注射成型缺陷原因,重点分析了注压成型工艺对超薄导光板残余应力、厚度均匀性、微特征转写性的影响,并根据导光板设计要求选择最佳工艺方案进行实验,结果显示,与注射工艺相比,注压工艺使导光板样本点应力集中均值从9.46 MPa降为7.98 MPa、厚度均匀性均值从0.428 mm降为0.391 mm、微特征高度均值从0.022 mm提升为0.0388 mm,导光板综合性能显著提高。鉴于微特征转写性是导光板光学性能的关键因素,且其受模温影响显著,进一步将变模温技术与注压工艺相结合,使微特征高度均值进一步从0.0388 mm提升至0.0394 mm,更加接近设计值0.04 mm。     

聚碳酸酯在高注射速度下成型超薄导光板的仿真试验分析

基于传热学和流变学相关原理,建立了导光板的几何模型,对高速注射成型超薄导光板进行了仿真研究。利用Moldflow软件研究分析了聚碳酸酯(PC)在高剪切速率下的温度控制模型,探索了不同注射速度、塑化温度和模具温度下PC熔体在模具型腔中的温度变化规律。仿真结果表明,剪切速率在一定范围内,熔体温度的变化量随注射速度升高而增大,超过临界剪切速率后,由于存在壁面滑移,温度变化量减小;实际生产时可将注射速度增大到600~1000 mm/s,使塑化熔体温度降低10 ℃左右,注射压力降低50 MPa左右,从而获得更好的填充效果。     

对类固态等温热压印过程中聚合物的填充分析

类固态等温热压印是一种模具保持恒温的压印工艺,对于无定型聚合物而言,温度应保持在Tg附近的类固态温度范围内。对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在类固态条件下的压印过程进行了有限元模拟分析,着重探讨了填充规律和成型形貌。模拟结果显示,PMMA在填充过程中的形貌稳定,不会出现传统工艺中的"双峰"缺陷。微结构深度是影响填充难度的主要几何因素,深度越大,结构的成型难度越高。深宽比、尺寸和形状对结构也有不同程度的影响,但作用均小于深度。在温度受限的情况下,聚合物的流动性受到制约,无法以熔体形态的均匀速率充满模腔,增加了模具结构的几何参数对制品成型质量的影响。     

超薄注塑中的局部剪切流及混排导光板设计

针对超薄导光板背光模组注塑中出现"暗痕"缺陷,分析了缺陷成因,剖析了局部剪切流流动特性,发现局部剪切流可以提升熔体剪切速率,降低黏度,增强流动性,特别指出了局部剪切流侧向剪切对熔体黏度的影响不容忽略。对于局部剪切流的良好充模能力及其导致成型缺陷的两面性,在超薄导光板设计中,提出了不同微特征混排设计方案;混排设计方案在充模平面内形成规则局部剪切流,不但增强了熔体充模能力,同时保证了充模前沿的平衡性,避免了成型缺陷。在模拟及成型试验中,印证了混排设计方案的可行性与正确性。     

陶瓷螺杆的粉末注射成型模拟研究

本文采用CAE软件Moldflow对陶瓷螺杆组件的注射成型过程进行模拟分析,确定了最佳浇口方案,分析了不同流动速率对填充时间、填充压力、前沿温度分布以及最大剪切速率的影响,并确定了最佳的工艺参数。结果证明,采用CAE模拟软件对陶瓷螺杆的注射成型过程进行模拟分析,可以进行模具结构和工艺参数优化,不但提高了效率,还能减少制品缺陷,提高制品质量。     

注射工艺参数对超薄导光板翘曲影响的模拟

翘曲是影响导光板质量的主要原因之一。利用正交模拟的方法,同时进行方差分析,得到影响超薄导光板翘曲变形最主要的因素为保压压力。影响翘曲变形程度的工艺参数依次是保压压力、模具温度、注射速度、熔体温度和保压时间。通过调节工艺参数,可以使导光板获得较小的翘曲变形。通过对生产情况进行模拟,可以对生产工艺的优化提供一定的帮助。     

改性PP注射成型中气痕／气泡缺陷的原因及解决方法

从材料干燥程度、成型工艺条件、模具结构方面分析了改性聚丙烯注射成型中产生气痕/气泡缺陷的主要原因,并以注射成型某汽车前保险杠为例提出了解决气痕/气泡缺陷的方法。     

基于Moldflow的组合型腔注塑模具成型工艺优化

以挤牙膏器组合型腔注塑模具为研究对象,运用Moldflow软件进行了填充分析、流道平衡分析、成型窗口分析、冷却分析和保压分析。通过分析和比较,发现并解决了因壁薄而引起的欠注缺陷,实现了组合型腔的流动平衡,获得了合理的成型工艺参数,确定了直流式和隔板式相结合的冷却方案以及保压压力为90 MPa的衰减式保压曲线方案。借助Moldflow软件进行成型工艺分析和优化,能够提前发现可能存在的成型缺陷并获得最佳的注塑成型工艺参数,从而缩短模具开发制造周期,提高企业经济效益。     

橡胶辅助热压印成型数值模拟

采用橡胶代替传统下模具,压印形成壳状结构的制品。通过单轴拉伸实验确定了各硬度橡胶的材料参数,以及确定了其橡胶本构模型为Mooney-Rivlin模型,并确定了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）材料模型为广义Maxwell模型。利用有限元仿真软件ANSYS模拟其成型过程,研究了在温度、压力和橡胶硬度对PMMA成型过程的影响,仿真结果表明,随着温度升高、压力的增大,微沟道成型深度增大。橡胶硬度越小,成型效果越明显,但成型制品的厚度均匀性会受到影响     

橡胶堆硫化成型过程气泡质量缺陷原因分析及解决措施

分析了橡胶堆硫化成型过程中常见的形成气泡质量缺陷的原因,并提出了相应的解决措施。结果表明,优化注口排胶系统、提升混炼胶门尼粘度、强化生产过程控制和优化硫化成型方式等措施可有效解决橡胶堆气泡质量缺陷,提高产品质量。     

汽车CD面板热流道模具设计

分析了汽车CD面板塑件的成型工艺,应用Moldflow软件对熔体填充时间、注塑压力、熔体前沿温度、模具温度等进行了分析,根据模拟分析结果,确定了塑件的最佳浇口位置及合理的成型工艺参数,设计了汽车CD面板的热流道注塑模具,确定了合理的选材和热处理。结果表明,该模具设计合理,成型的塑件尺寸精度高,表面无飞边、熔接痕、气穴等质量缺陷,达到了预期目标。     

国产轿车内饰塑料件生产常见缺陷及解决方法

分析影响国产轿车内饰塑料件注射成型产品质量的注射成型工艺、原材料、模具三大因素,以注射成型工艺为重点,将原料干燥工艺、注射温度、注射速率、注塑压力、保压时间和压力、模具温度等因素进行优化组合,分析了轿车内饰塑料件注塑生产常见的缺料、熔接痕、杂质、斑点、气花、气泡、顶白、断裂、缩凹变形、流痕、亮斑、暗斑、烧焦、飞边、冷料、拉丝等质量缺陷产生的原因,并提出了克服缺陷的常用措施。     

基于Moldflow的汽车门扶手注塑模具设计

以汽车门扶手的注塑成型为例,介绍了塑件的成型工艺与模具结构设计要点,通过Moldflow软件在优化模具浇注系统的基础上,对塑件注塑过程中的填充时间、填充压力、熔体前峰温度、困气和V/P切换压力进行了合理地预测和分析,得到了一套切实可行的模具结构设计方案。实践表明,模具结构设计合理,工作稳定,实现了塑件的大批量生产。     

汽车后视镜座大型精密注塑模设计

针对汽车后视座结构特点和以前模具在注射成型过程中存在的问题,对模具结构做了优化设计。通过采用先进的预变形技术,成功解决了塑件成型后翘曲变形问题。通过模流分析,确定了先进合理的浇注系统,成功避免了填充不良、熔接痕等成型缺陷。通过采用定模隧道抽芯、动模斜向抽芯以及斜顶延迟抽芯等多种侧向抽芯机构,成功解决了成型塑件的脱模困难。模具采用网格式及倾斜式冷却水道,成型周期由35 s缩短至30 s,大大提高了模具的生产效率。     

高填充PVC地砖的研制

主要研究了高速配混料和成型工艺对高填充地砖基片性能的影响,并相应地提出了配方和工艺控制参数.对用活化填料改善填充体系性能的机理作了初步探讨.实验结果表明,高填充PVC地砖的加工技术可行,经济合理,具有很好的推广价值.所用的活化填料对体系的成型加工性能和材料的机械性能都有所改善.     

微注射成型工艺的实验研究

设计了微注射模具的变温系统,加工了通道宽度分别为500μm和100μm的哑铃形微型腔。在此基础上,基于Taguchi实验设计方法进行了成型工艺实验。结合微尺度下熔体充模流动理论及微尺度效应,研究了工艺参数及其交互作用对微结构塑件成型质量的影响规律。实验结果表明,随着微结构塑件特征尺寸的减小,注射压力和模具温度对填充率的影响明显增强;熔体温度对填充率的影响程度有所增加;注射行程对填充率的影响程度有所降低;保压压力和保压时间对填充率的影响相对不明显。