聚合物微型机械模内组装成型流固耦合变形分析研究

通过有限元数值模拟技术,系统研究了聚合物微型机械模内组装的二次成型聚合物熔体流变性能参数对一次成型固体微型零件的流固耦合作用效应和流固耦合变形的影响规律,并揭示了其产生机理。结果表明,随着二次成型熔体材料的零剪切黏度增加,使二次成型熔体的充填流动与一次成型固体微型轴表面间的流固耦合的作用效应增强,则微型轴外表面流固耦合作用压力增加,而微型轴整体温度场趋于均匀,从而导致一次成型固体微型轴流固耦合压力场的弯曲应力和弯曲变形增加,而温度场不均的热应力和热变形减小。     

成型温度对聚合物微型机械模内组装成型流固耦合变形的影响

由于聚合物模内组装成型的微型机械制造精度和组装配合精度主要受控于二次成型熔体充填流动与一次成型固体微型零件之间的流固耦合作用,因此通过有限元数值模拟,系统研究了二次成型熔体注射温度对流固耦合变形的影响,并揭示了其影响机理。研究结果表明,增加二次成型熔体的注射温度,可使二次成型熔体的充填流动与一次成型固体微型轴表面间的流固耦合作用效应减弱,并使一次成型固体微型轴整体温度场趋于不均匀,从而导致一次成型固体微型轴流固耦合弯曲应力和弯曲变形减小,而热应力和热变形增加。增加二次成型熔体的注射温度可减小流固耦合变形,但二次成型熔体的注射温度过大,又会导致一次成型固体微型轴表面融化,影响装配配合界面的成型质量。     

模内微装配成型运动副界面损伤变形模拟分析

微装配界面损伤变形是模内微装配成型先进技术工业化应用的主要瓶颈之一.针对此问题,研究建立了模内微装配界面的损伤变形仿真技术,研究表明,在配合界面迎流面棱边附近的近表面,易诱发凹陷垮塌和黏性拖曳飞边二种损伤变形,损伤变形与二次成型注射速度呈先降后增的抛物线型演化规律,且与热流固耦合垮塌驱动压力、黏弹性支撑垮塌驱动正应力和...     

基于黏弹性热流固耦合作用的模内微装配成型过程数值模拟

模内微装配成型技术有望成为高效低成本产业化聚合物微小机械系统制造技术,而如何准确预测和精确控制热流固耦合变形仍是其工业化的技术瓶颈。为此研究建立了考虑二次黏弹性熔体充填流动边界约束作用的模内微装配成型黏弹性热流固耦合变形的理论预测模型,研究表明热流固耦合变形受控于微装配面所承受的热流固耦合压力、黏弹性支撑正应力、黏性摩擦拖曳剪切应力和微型轴的抗变形刚度,且随成型熔体注射速度提高而减小,而微型轴近表面局部跨越393 K区域的PMMA刚度急剧下降是导致微型轴热流固耦合变形随熔体注射速度增加而减小的主控因素。     

微细万向球形机械运动副模内微装配成型控形模拟研究

针对微细万向球形机械运动副的模内微装配成型难以满足制造尺寸公差技术要求的共性技术瓶颈,提出了功能自润滑液膜辅助模内微装配成型实现其高精密微成型与装配的技术,并模拟研究了球面微装配界面制造直径尺寸公差与功能自润滑液膜滑移系数的协同演化规律。结果表明,微装配界面直径尺寸公差与滑移系数呈现正关联关系,并与其近表面区的耦合温度、连续相变演化区厚度、热流固耦合压力、弹性正应力和黏性拖曳剪切应力呈现正关联关系。当滑移系数由1×10⁹降至1×10³时,其直径尺寸公差由211 μm降至19 μm,制造精度提高91 %,且其最高耦合温度降幅为4.7 %,连续相变区最大厚度降幅为23.8 %,而其热流固耦合压力、弹性正应力和黏性拖曳剪切应力降幅分别为73 %、72.8 %和56.3 %,这是其实现微细万向球形机械运动副精密微装配的机理。     

模内微装配成型微型机械转动运动副可运动特性研究

模内微装配成型微型机械转动副装配界面的冷却收缩自紧接触特性是创造运动副可运动性能的关键调控因素,如何准确预测和调控其自紧接触特性是模内微装配成型的技术关键。基于实验建立的热黏弹塑性本构关系,构建了成型过程中运动副微装配界面收缩自紧热黏弹塑性接触特性的模拟方法。结果表明,运动副微装配界面的最大装配过盈量、间隙量和驱动摩擦阻力扭矩与二次成型熔体注射温度呈正关联关系,降低二次成型注射温度,有利于提高模内微装配成型微型机械转动副装配界面的配合精度,并大幅减小其微型机械转动运动副获得可运动性能的最小驱动摩擦阻力扭矩;当二次成型注射温度由503 K降至463 K时,其驱动摩擦阻力扭矩由3.61 N·mm减至2.35 N·mm,降幅为34.9 %。     

注塑成型模内组装技术现状与应用

在注塑成型中,模内组装是指在模具内通过扣合、焊接、粘接等方式将塑件的各个单独部分装配成一个整体的过程。该技术具有高度的自动化,省去了塑件的二次加工,在模具内部完成组装过程,一次性成型整体制品。该技术作为注塑成型技术发展的新方向,具有广阔的应用前景和诸多优势。不仅可以减少对人工和厂房的需求,提高生产效率,同时还可以成型常规方法不能生产的制品。本文对模内组装技术的原理、研究现状及应用领域作综述,并对该技术的发展前景作出展望。     

注塑成型模内组装技术现状与应用

在注塑成型中,模内组装是指在模具内通过扣合、焊接、粘接等方式将塑件的各个单独部分装配成一个整体的过程。该技术具有高度的自动化,省去了塑件的二次加工,在模具内部完成组装过程,一次性成型整体制品。该技术作为注塑成型技术发展的新方向,具有广阔的应用前景和诸多优势。不仅可以减少对人工和厂房的需求,提高生产效率,同时还可以成型常规方法不能生产的制品。本文对模内组装技术的原理、研究现状及应用领域作综述,并对该技术的发展前景作出展望。     

注射成型模内组装技术现状与应用

综述了模内组装技术的原理、应注意的问题、研究现状及应用领域,展望了该技术的发展前景。该技术具有高度的自动化,省去了塑料件的二次加工,在模具内部完成组装过程,一次性成型整体制品。该技术作为注射成型技术发展的新方向,具有广阔的应用前景和优势。不仅可以减少对人工和厂房的需求,提高生产效率,同时还可以成型常规方法不能生产的制品。     

塑封成型过程芯片热流固耦合变形机理数值模拟研究

基于Castro-Macosko 固化动力学模型,建立了描述塑封填充过程及其芯片热-流-固多场耦合翘曲变形形成过程的理论模型,并揭示了其变形机理。结果表明,芯片热流固耦合翘曲变形先随熔体充填流动时间的增加而快速增加,达到最大值之后逐渐减小,并趋于恒定;芯片热-流-固耦合综合翘曲变形主要由热-流-固耦合压力场诱发的翘曲变形和不均匀温度场诱发的热变形组成,芯片热流固耦合压力场诱发的变形为向外的翘曲变形,且正比于芯片上下表面熔体充填不平衡流动的流长差和充填流动速度差,并沿轴向呈先增后减的对称抛物线分布,热-流-固耦合压力场诱发的翘曲变形远大于不均匀温度场诱发的热变形,芯片热-流-固耦合综合翘曲变形主要由热-流-固耦合压力场诱发的变形控制。     

聚合物模内组装成型技术研究进展

概述了模内组装成型技术的原理、工艺过程及特点等。并在介绍几种最具代表性模内组装成型方式的基础上,详细分析了国内外在该领域的最新研究进展。最后对模内组装技术的发展前景进行了分析预测。促进注塑模具的优化,合理选择成型材料,加强与其它技术的融合,提高在现实生产中的应用成为未来模内组装成型技术研究者的主要任务。     

黏弹特性对模内微装配成型热流固耦合变形的影响

建立了综合考虑二次成型黏弹性熔体充填流动约束环境影响的模内微装配成型过程黏弹性热流固耦合变形机理的理论模型,并通过有限元数值模拟,研究了二次成型熔体黏度对模内微装配成型过程黏弹性热流固耦合变形的影响规律。结果表明,黏弹性热流固耦合作用诱导的预成型微型轴变形的驱动力来源于微装配界面形成的热流固耦合压力和黏性拖曳剪应力,而二次成型熔体流动的弹性正应力对耦合变形具有抑制作用,微装配界面的热流固耦合载荷和微型轴的变形均随着二次充填熔体的黏度增大而增大,减小二次成型熔体黏度有利于提高其微装配加工精度。     

模内装饰薄膜滞热对成型工艺的影响分析

以模内装饰技术(IMD)测试平板为研究对象,利用仿真和实验方法分析薄膜滞热的影响因素及薄膜滞热对成型工艺的影响规律。结果表明,薄膜滞热使动模侧模具温度场变化滞后于定模侧温度场,且在实验条件下达到8.6 ℃的最大温度差;薄膜滞热随着模具温度的增加而降低,随熔体温度和薄膜厚度增加而升高;薄膜影响熔体的充模与冷却,造成产品冷却不均的现象;薄膜滞热导致产品翘曲变形增加。     

注拉吹成型工艺的计算机模拟

为了研究注拉吹工艺参数对制品性能的影响，利用POLYFLOW软件模拟分析了塑料瓶的拉伸-吹塑过程，预测了成型瓶子的厚度分布，并与实测值进行对比。结果表明：改变拉伸速率，对瓶坯的厚度分布有很大的影响，速率过大或者过小都会产生不利的影响；模拟计算对于成型瓶子最终的厚度分布有较好的预测能力。     

水辅助共注射成型充填过程的数值模拟研究

基于黏度幂率模型,建立了水辅共注成型充填流动过程的瞬态、纯薪性、非等温的理论模型,并采用有限体积法对水辅共注成型过程进行数值模拟。研究了内外层注射量、内外层熔体流变指数比、注水温度、注水速度、注水延迟时间、内层熔体温度和模壁温度等因素对充填过程的影响规律,并根据流变学理论阐述了其影响机理。     

微流控芯片注射成型过程的数值模拟研究

以生物测试上广泛使用的微流控芯片为研究对象,研究使用聚合物微型注塑方法进行类似产品大规模、批量化生产的可能性。在建立微流控芯片结构模型的基础上,运用聚合物成型分析软件Moldllow对其在不同工艺参数下的成型过程进行了系统研究。结果表明,熔体温度的改变对充填时间的影响甚微,充填时间随着注射速度的增加而明显缩短,注射压力随熔体温度的增加而减小,随注射速度的增加而增加。增加熔体温度和注射速度可以降低翘曲变形。