考虑变比热的平板注塑件非对称冷却瞬态温度场数值模拟

对注塑平板制件非对称冷却过程进行了分析,通过近似假设,建立一维非稳态传热模型。考虑无定形聚合物和结晶型聚合物的比热对温度的依赖性,利用分段线性函数拟合聚合物的比热-温度曲线,通过对空间域和时间域的离散化,运用有限差分数值方法,模拟了无定形聚合物和结晶型聚合物注塑平板制件在模具中非对称冷却的一维瞬态温度场。     

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。     

注塑成型中PA46的结晶行为及数值模拟

以结晶型聚酰胺46(PA46)注塑样条制件为研究对象,采用X射线衍射和差示扫描量热分析了注塑制件不同位置的表层和芯层的结晶行为,使用Moldflow软件对PA46注塑样条制件的剪切速率、结晶过程和尺寸收缩进行了模拟仿真,并与实际注塑成型制件进行比较。在注塑成型的剪切诱导下,PA46在受限区域显示出复杂的结晶行为,其表芯层显示完全不同的晶型结构,且不同位置处的结晶行为也存在很大差异。模拟结果表明,不同位置处的剪切速率和表/芯层的剪切速率梯度对相对结晶度和晶粒尺寸有着直接的影响。基于结晶模拟的PA46注塑制件体积收缩率和沿流动方向的收缩率明显较高,但在厚度和宽度方向上收缩率降低,且小于实测收缩率。通过注塑成型中PA46结晶行为的实验和模拟研究,有助于理解结晶型聚合物在成型过程中的结构演变,实现材料-成型-性能的一体化控制。     

不同气体流动模式下的气体辅助注射成型——隐式直接算法在温度场模拟中的应用

对气辅成型冷却过程的温度场进行了数据模拟,通过对持续注射氮气聚合物气体辅助注射成型(GAIM)冷却过程的合理假设,采用结晶温度区间的平均散热代替结晶潜热和第三类对流传热边界条件,使用MATLAB对高密度聚乙烯（PE-HD）GAIM冷却过程进行了数据模拟;通过实验测定了不同注射氮气压力下的流速并验证模拟温度场。结果表明：冷却温度场的模拟和实测值基本吻合,其模拟结果对于制件多层次结构的预测和气辅工艺参数的优化有重要的指导意义。     

精密注塑成型技术的最新进展

精密注塑成型一般是指成型制件的精度和表面质量均要求很高的工艺,它对注塑机、注塑模、成型工艺、成型物料等均有特殊的要求。分别从精密注塑机、精密注塑模具、精密注塑工艺及材料(制品)性能研究等方面介绍了当今世界上精密注塑技术的最新进展,指出基于计算机模拟与仿真设计的精密注塑成型技术将向着更加高速、超精密、微型化及智能化方向发展。     

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。     

玻璃纤维增强尼龙的注射成型工艺改进

分析玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)制件在注射成型生产中的主要参数设置,从影响注塑制件质量的材料、成型工艺、模具设计、制品设计着手,分析了GF增强PA注塑制件常见表观缺陷产生的原因并提出了相应的解决方法.     

超声振动场对玻纤增强型PBT薄壁塑件成型性能的影响

以一般注塑条件下发生严重短射的薄壁制件为成型目标,利用自主研发的超声辅助薄壁注塑成型装置,研究了超声振动场对玻纤(含量30%)增强型聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)充填性能及成型制件性能的影响。结果表明:超声辅助薄壁注塑成型技术能够改善成型制件的充填质量,超声振动场能够影响制件芯层玻纤取向。另外,由该技术得到的成型制件的熔点比传统注塑成型制件有所升高。     

温度参数对注塑成型的影响

塑料注塑件已经被广泛应用到汽车、家电、电子等国民经济的各个领域。热塑性聚合物的注塑成型可分为熔胶、充填、保压和冷却等阶段。合适的温度参数能保证在注塑过程中材料能充分干燥、熔体能良好塑化,从而顺利充模、冷却与定型,最终产生出合格的塑料产品。本文结合大量实例,分析了烘料温度、注塑机各段的温度、热流道的温度和模温等温度参数对注塑成型产品外观缺陷和性能的影响,为相关从业人员提供了新的思路。     

电子仪表外壳注塑成型工艺研究及模具设计

电子仪表塑料制件通过注塑成型加工而成。在注塑成型过程中，成型质量受模具表面温度、熔体温度、保压压力以及冷却时间等工艺参数影响，同时冷却水路对其成型过程也有一定的影响。通过Moldflow进行模流分析，探究最佳冷却水路。以制件的翘曲变形量作为响应目标，获取较理想的成型工艺参数。结果表明：采用循环式制件翘曲变形量为0.470 0 mm，低于直通式水路制件翘曲变形量。当模具表面温度为30℃，熔体温度为246℃，保压压力为121 MPa，冷却时间为20 s，制件翘曲变形量最小为0.293 1 mm。针对制件进行模具设计，由于制件表面凹凸不平，与脱模方向不一致，导致脱模困难，因此采用侧抽芯结构进行脱模设计。     

注塑充模过程中温度场的全三维数值模拟

注塑充填过程中,聚合物温度的变化直接影响到成型过程的各个方面,因此,对注塑流动过程中温度场的准确预测具有重要意义.采用有限元方法对注塑充填过程中温度场的三维数值分析进行了研究.没有采用传统的Hele-Shaw薄壁假设,而是全面考虑了对流项在各个方向的影响,提出了一种全三维的温度场计算的数学模型和数值实现方法.采用Galerkin法对能量方程进行了三维有限元离散,同时,为保证数值计算过程的稳定性,采用上风法来处理对流项和黏性热项.模型可预测非牛顿非等温流体在任意厚度型腔内流动时的温度场.和二维模型相比,它具有更加广泛的适用范围,计算结果也更准确.数值算例证明了给出的模型和算法的可靠性.     

带嵌件注塑模具冷却过程的边界元分析

针对带有高热导率的冷却嵌件的注射成型冷却过程,基于边界元分析理论,首先分别对模具域和冷却嵌件构建了冷却分析边界元数理模型,并通过冷却嵌件与模具相接触表面的传热分析,最终得到耦合的一体化分析模型。通过过程算例分析,并通过与不带嵌件的注塑冷却分析相比较,验证了算法的可行性,揭示了冷却嵌件对模具温度场的影响规律。     

基于ANSYS Workbench的注胚模腔疲劳寿命研究

注胚模具成型聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶坯的一个成型周期分为注塑、保压、冷却阶段,模具受循环载荷影响,其关键零件模腔易出现疲劳破坏。应用ANSYS Workbench(AWB)建立模腔有限元模型,运用传热学理论,完成模腔一个工作周期的温度场,位移场及热应力场的仿真模拟,获得疲劳寿命云图,为注塑模具零件优化设计提供依据。     

聚丙烯材料收缩率影响因素研究

制备了聚丙烯(PP)和改性聚丙烯材料(PP+EPDM-TD10)不同厚度的大尺寸收缩率试样,利用熔体流动速率仪、示差扫描量热仪和大尺寸收缩率检具分别分析了材料结晶度、流动性、热存放条件及制件壁厚对材料成型收缩率的影响.结果表明:PP材料结晶度越高,纵向(MD)和横向(TD)的成型收缩率均越大.同一注塑工艺情况下,流动性...     

薄壁注塑工艺的研究

通过分析壁厚小于1mm或者流长比L/t150的薄壁塑料件注塑成型特点,发现影响注塑效果的主要因素:(1)注塑材料由于壁厚薄而提前冷却,进而降低注塑材料的流动性,导致填充不完整等缺陷;(2)由于冷却不均,导致注塑件翘曲。从塑料选择、模具设计和注塑成型过程等探讨如何避免这些缺陷产生。     

方管短玻纤增强聚合物水辅注射成型穿透模拟及实验

制件的穿透过程一直是水辅助注塑成型(WAIM)研究的热点。基于描述聚合物复合材料的黏弹性方程White-Metzner及流体动力学三大控制方程,采用有限体积法(FVM)开发的软件对由直线构成的方形截面管材短玻璃纤维增强聚合物水辅注射成型的穿透行为进行了数值模拟分析,并通过实验进行验证。分析中主要考虑工艺参数(熔体温度、注水压力、熔体注射量、纤维含量和注水延迟时间)及不同成型方法对制件性能的影响规律。结果表明,熔体温度和注水压力的增加会使制件的中空率增大,而随着延迟时间和注射量的增大,中空率减小;其他工艺参数不变,玻璃纤维含量越高中空率越小,这些现象进一步印证了前人的实验结果。溢流法成型制件的穿透截面形状趋于圆形,玻纤含量越高,圆率越大;短射法成型制件的穿透截面形状趋于型腔截面,且注射量和玻纤含量越高,穿透截面形状越偏离型腔截面;实验结果与模拟相符。     

注塑成型制件的尺寸稳定性研究

本文是《注塑成型制件的尺寸稳定性研究》第三部份——无定形聚合物是解决尺寸稳定性问题的保险方案。第一和第二部份已在上期发表。无定形聚合物是解决尺寸稳定性问题的保险方案注塑工厂常常认为使用无定形聚合物是解决尺寸稳定性问题的保险方案。无定形聚合物在冷却过程中从熔融态变化到固态时,无定形结构经历     

基于计算机仿真的注塑成型工艺优化研究

为了优化注塑成型工艺,研究了注塑成型的数学模型,以及产生翘曲形变的原因,在此基础上利用Moldflow软件对薄壁件塑料注塑成型过程中的宽浇口平板进行了仿真实验,并采用了无定型塑料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物+聚碳酸酯(ABS+PC)对其进行注射、保压、冷却等流程模拟,选定了保压压力、熔体温度、冷却时间、模具温度、注射时间、保压时间等主要工艺参数,并通过方差比较的方法对这些工艺参数进行了评价,最终确定了注塑成型的优化方案。通过实验得出了ABS+PC的最优工艺参数组合,有效降低薄壳制件的翘曲量并优化了其制品性能。     

计算机辅助技术在塑料3D打印中的应用

主要综述了计算机辅助技术在熔融沉积3D打印中的应用,其中包括在对喷头温度场的分析、对制件温度场、应力场和压力场的分析以及预测不同工艺参数对制件精度的影响。其中涉及的高分子材料包括丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料、聚醚醚酮材料和聚乳酸材料;涉及的工艺参数主要为喷头温度、成型室温度、打印速率、扫描方式和分层厚度;采用的模型制件通常为板状制件,也包括结构较为复杂的人工骨制件。     

基于响应面传动器成型缺陷研究

传动器通过注塑成型工艺制得,其成型质量直接影响传动器的性能。在注塑成型工艺过程中,模具温度、熔体温度、保压压力以及冷却时间等工艺参数对制件的影响较显著,不合理的工艺参数导致制件出现较大的翘曲变形。通过建立响应面模型,以模具温度、熔体温度、保压压力以及冷却时间为响应参数,以制件的翘曲变形量为响应目标,优化一组最佳的成型工艺参数组合。结果表明：四个变量的影响程度分别为：模具温度>保压压力>冷却时间>熔体温度。当模具温度80℃、熔体温度180℃、保压压力90 MPa、冷却时间20 s,制件的翘曲变形量最小为1.955 mm,较未优化的翘曲变形量降低0.427 7 mm,有效地改善了制件的成型质量。