注塑成型制品翘曲变形优化建模分析

目的 针对传统建模方法在预测的翘曲变形位置与实际偏差较大的问题,开展基于Moldflow的注塑成型制品翘曲变形优化建模分析研究.方法 通过数据模拟分析预处理、浇注体系模型构建、基于Moldflow的注塑成型制品翘曲变形过程模拟等手段,实现对注塑成型制品曲面参数优化.结果 通过对比实验证明,新的建模方法与传统建模方法相比...     

基于代理模型和改进遗传算法的注塑翘曲优化

提出一种最小化制品翘曲的注塑工艺参数优化集成方法.以空调柜机顶盖注塑制品开发为例,该方法使用Moldflow软件分析制品的翘曲变形,运用田口方法确定与制品翘曲量密切相关的工艺因素,然后采用响应曲面法(RSM)和改进的精英保留自适应遗传算法(EAGA)相结合的方法,建立主要影响工艺参数与制品翘曲量之间的关系模型,通过对模型寻优以实现对制品翘曲的优化.该方法的适用性在制品的实际生产中得到了验证.     

神经网络与混合遗传算法结合的注塑成型工艺优化

注塑成型中,工艺参数直接影响到模具内熔体的流动状态和最终制品的质量,而工艺参数与制品质量之间的关系非常复杂,因此如何建立制品质量与工艺参数之间的关系模型井获得优化的工艺参数是改善制品质量的关键。收缩是衡量制品质量的一个重要指标,制品在型腔中的非均匀收缩是引起制品翘曲的主要原因。文中基于成型过程的数值模拟,采用人工神经网络与混合遗传算法结合优化注塑成型工艺,以改善制品质量。对一工业产品进行分析,以制品内的体收缩率差值为质量指标优化工艺,改善了制品内的体收缩率分布,获得了满意效果。     

注塑成型工艺参数对制品体收缩率变化的影响及工艺参数优化

结合CAE及Taguchi DOE技术研究工艺参数对注塑制品体收缩率变化(制品中体收缩率的最大值与最小值的差值)的影响并获得优化的工艺参数以使制品的体收缩率变化最小。文中采用L9(3^4)正交矩阵进行实验,并研究了各个参数对制品体收缩率变化的影响程度,对于所选参数,保压压力和模具温度对注塑制品的体收缩率变化的影响较大。     

注塑成型工艺参数自动设置与优化技术

工艺参数是注塑制品质量的决定性因素之一,其设置与优化一直强烈依赖于工艺人员的经验与水平。工艺参数的自动设置与优化方法研究具有重要的意义,但需要克服工艺参数数量多,与制品、模具、材料耦合强,难以精确建模的难题。近年来,越来越多的研究,尝试采用计算机仿真技术在模拟计算方面的优势,以及智能技术在处理强经验、弱理论领域的优势,来解决该难题。按所采用技术方法的不同,可以分为基于仿真计算的优化、专家系统或实例推理以及实验设计与优化。对上述3类注塑工艺参数的自动设置与优化技术的研究现状进行了综述,介绍了3类注塑成型工艺的特点和局限性,并对今后的研究方向给出了建议。     

注塑成型有限元分析管理和成型工艺优化系统

目的针对注塑成型工艺过程,开发有限元分析项目流程管理和工艺参数优化的集成系统。方法参考企业项目流程,开发项目流程管理模块,使用多元回归拟合配合改进的模拟退火算法进行工艺参数的优化,通过塑料托盘翘曲变形量的优化来验证优化方法的准确性,进行塑料托盘的CAE分析正交试验,使用多元回归拟合试验数据并进行拟合优度检验,分别使用Isight和改进的模拟退火算法进行最优解的求解并对比计算结果,最后对得到的最优参数组合进行CAE分析得到变形量,将变形量与正交试验变形量对比。结果在回归方法中,使用惩罚系数为2的多项式岭回归效果较好,其优度指标R2为0.975,改进的模拟退火算法计算结果与Isight软件自适应模拟退火算法的计算结果基本一致,最优参数组合在Moldflow分析中的变形量为0.6805 mm,与之前的最小变形量0.7436 mm相比更小。结论使用回归拟合配合改进的模拟退火算法开发的工艺参数优化程序能起到较好的工艺参数优化效果。     

基于正交试验与BP神经网络-遗传算法的空气净化器外壳注塑工艺参数优化

目的 以某空气净化器外壳为研究对象,进行注塑工艺参数优化,从而提高塑料制品的成型质量。方法 设置4个影响塑料制品成型质量的因素：熔体温度、模具温度、保压压力、保压时间,以最大翘曲值作为衡量塑料制品成型质量的指标,通过Moldflow模流分析软件,基于正交试验及极差分析探究各因素的影响主次顺序;使用BP神经网络表征工艺参数与翘曲变形的非线性映射关系;采用遗传算法寻优获得最佳注塑工艺参数组合与翘曲变形量,并将所得参数组合用于实际生产指导。结果 经极差分析,保压压力对塑料制品质量的影响最为显著,其次分别为模具温度、保压时间、熔体温度。经BP神经网络预测与遗传算法寻优,发现当熔体温度为229.5℃、模具温度为77.9℃、保压压力为84.4 MPa、保压时间为6.5 s时,可以使注塑件达到最优质量,预测的最小翘曲值为2.94 mm,此工艺参数组合下的仿真计算翘曲值为2.91 mm,二者吻合程度较高。将优化后的工艺参数组合用于实际生产指导,获得了质量良好的注塑产品。结论 所提出的方法对产品注塑的成型及优化有良好的工程应用价值。     

微注塑薄壁制品可成型性及充填过程中的流动现象分析

基于一组薄壁微制品的微注塑成型实验,研究不同尺度(100μm、200μm、500μm、1mm)制品的可成型性及充填过程中的流动现象,获得注塑速度、模具温度和熔体温度对不同厚度制品充填性能的影响,并对成型过程中出现的流动不平衡现象及前沿面形状变化的机理进行了分析。结果表明,型腔充填率随着注塑速度、模具温度、熔体温度的升高而增大,且随着型腔厚度减小,制品实现完整充填越来越困难,工艺操作窗口变窄且注塑速度和模具温度都维持在高水平状态。     

接触热阻对注塑制品冷却时间的影响

从塑件的瞬态热传导方程出发，推导出了存在在接触热阻时塑件的温度分布吸冷却时间计算的解析表达式，并通过几个简单例子讨论了接触热阻对冷却时间的影响，结果表明，存在热阻时，冷却时间显著增加，随着塑件厚度的增加，热阻的影响逐渐减小。     

GPPS材料特性对注塑制品尺寸的影响分析

通过注塑成型数值模拟和Plackett-Burman实验设计相结合,以翘曲度评价注塑制品的翘曲变形情况,分析聚苯乙烯材料的流变特性参数和PVT特性参数对注塑制品变形的影响情况来研究材料特性对注塑制品尺寸的影响。结果表明,同一厂家生产不同牌号的同种材料引起的变形情况差距很大,文中研究的GPPS玻璃化转变时零压下的比容是注塑制品尺寸最重要的影响因素,玻璃化转变温度也有较大的影响。     

高光注塑成型工艺控制试验

建立了制品对模具型腔复原性的宏观量化表征模型,以自主开发的车用高光蓝牙模具和温控辅助装置为试验基础,以制品质量、线收缩率、翘曲变形和沉降指数等为品质考核指标,采用试验生产与仿真分析相结合的方法对高光制品成型性能进行了试验研究。在考虑到各指标权重因素的同时,采用信噪比之望小特性理论实现了样本数据的归一化处理。得出了各考核参数相对于各个品质指标的影响趋势及影响显著性顺序,进而研究得出了相对于该高光制品的最佳成型工艺组合。     

等规聚丙烯微注塑制品的形态结构和力学性能

选用等规聚丙烯材料,基于正交表L_(25)(5~6)进行微注塑成型实验,制备厚度为0.5 mm的微注塑拉伸试样。采用偏光显微镜和广角X射线衍射仪对其形态结构进行表征,并分析工艺参数对微制品形态结构的影响规律和影响度。对微制品试样进行拉伸实验,分析工艺参数对其屈服应力、弹性模量和断裂伸长率的影响规律和重要度。结果表明,注射速度对微试样的形态结构和力学性能的影响最大;皮层厚度和皮层取向度随着注射速度的增大而减小;屈服应力随注射速度、熔体温度的增大而减小;熔体温度对弹性模量和断裂伸长率的影响较大,且弹性模量随着熔体温度的升高而减小,断裂伸长率随着熔体温度的升高而增大。     

基于响应面法的异型腔模具顺序注塑成型工艺参数优化

提出了基于响应面法(RSM)和有限元分析技术的顺序注塑成型(SIM)工艺参数优化方法,解决时序阀浇口设置对异型腔模具充填平衡性的影响。以阀浇口延时开启时间为设计变量,采用中心复合设计(CCD)进行试验规划,运用Moldflow有限元软件进行充填平衡性分析,并引入熵值权重法和线性加权和法对充填结束时间差和综合成型质量评价指标进行数值处理,基于有限元分析结果和响应面法构建了充填平衡性预测模型,应用构建的模型确定了最优工艺参数组合,并进行了数值模拟和生产试验验证。近似模型获得的目标预测值与模拟验证值相对误差为4.2%,优化后异型腔模具充填平衡性提高了23%,表明了所提出方法的有效性。     

工艺参数对注塑制品包紧力的影响及脱模力测量

注塑制品成型凝固时对型芯产生的包紧力大小及其分布,是影响制品脱模变形或开裂的主要因素。以简单矩形盒状制品为对象,设计制造了单型腔直浇口模具,并对高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)材料,进行了不同工艺参数作用下的单因素成型实验及制品脱模力的测量,研究了工艺参数变化对制品包紧力产生的作用机理及对脱模力的影响关系。结果表明,制品凝固时其内部分子的结晶、收缩及不平衡应力等,是影响制品包紧力大小的主要因素。而提高脱模温度,会使制品对型芯的包紧力明显减小,脱模力随之减小。     

注塑工艺和玻纤含量对玻纤增强PP注塑制品收缩的影响

文中结合计算机辅助工程(CAE)及Taguchi实验设计(DOE)技术研究了玻纤含量和工艺参数对玻纤增强聚丙烯注塑制品各向异性收缩的影响。基于Taguchi DOE方法采用L18(36)正交矩阵进行了实验以优化制品的收缩,并研究了各个参数对制品收缩的影响程度。对于主实验中所选因素,纤维含量、熔体温度和保压压力对玻纤增强聚丙烯注塑制品各向异性收缩的影响较大。     

超临界流体微孔注塑发泡制品的泡孔形态优化研究现状

在节能减排背景下,超临界流体微孔注塑发泡制品的应用对实现交通载具轻量化具有重要意义。超临界流体微孔注塑发泡工艺中泡孔形态的调控对产品质量控制而言非常关键却不易实现。为此,首先针对超临界流体注塑发泡的工艺流程,剖析了导致泡孔形态不均的原因;其次综述了工艺参数、材料改性、工艺方法改进及辅助发泡技术的泡孔形态调控方法,并对相应的泡孔调控机理进行归纳总结;最后,对超临界流体微孔注塑发泡工艺的发展方向做出了展望。     

基于统计提升准则的注塑工艺参数优化

为了同时改善生产平板型注塑制品时的总体收缩度和收缩均匀度,提出基于统计提升准则的注塑成型工艺参数的多目标优化方法,寻找平衡两个质量指标的优化设计.首先利用小规模的实验设计方法获得建模数据集,针对应用中存在的建模数据奇异点问题提出一种数据预处理方法,并依此分别建立两个指标的初始替代模型,用于代替优化过程中代价高昂的计算分析;随后依据Pareto统计提升准则寻找新的采样点加入建模数据集来重新建模,使寻优结果不断趋近真实的Pareto前沿.仿真结果表明,较常规的建模优化方法,本文提出的方法能使用较少的采样数据,显著地改善平板制品的收缩质量.对于HDPE材质的矩形制品,保压曲线先恒定后线性递减可以获得好的收缩均匀度,使用压力上限值恒定保压可以获得好的平均收缩度.     

熔体温度对注塑成型iPP制品结晶形态的影响

注塑成型聚丙烯制品的内部结晶形态对制品的最终性能起着至关重要的作用,而结晶形态的形成对成型条件(尤其是熔体温度)有一定依赖性。文中利用偏光显微镜、小角X射线散射和广角X射线衍射等实验方法,详细研究了熔体温度对注塑成型iPP制品结晶形态的影响。研究结果表明,在实验温度范围内,制品厚度方向形态呈现五层皮芯结构,即冷冻层、过渡层、剪切层、β晶层、α球晶层。随着熔体温度提高,皮层厚度减小;结晶度提高,取向度极大值并无明显变化。     

长玻璃纤维/聚丙烯复合材料粒料注塑制品的拉伸强度

利用自行研制的玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)预浸装置,制备了长玻纤增强聚丙烯(LGFRP)粒料,并通过普通注塑机注塑成型。研究了界面改性、粒料长度、浸渍程度及退火处理等对注塑试样拉伸强度的影响。试验发现,用接枝马来酸酐PP作为界面相容剂,试样的拉伸强度明显提高。当接枝马来酸酐量占PP量的0.3 %左右时,试样强度达到最大值。长纤维粒料内纤维浸渍度越高,注塑试样的强度越好。15 mm和5 mm长纤维粒料注塑成型试样的拉伸强度均高于10 mm粒料注塑成型的试样。退火处理可较大程度地提高注塑试样的拉伸强度。