陶瓷注射成形技术研究新进展

本文重点介绍了陶瓷注射成形技术的基本工艺过程及发展概况,讨论了陶瓷注射成形技术的发展趋势。     

注射成形磁体的粘结剂

论述了粘结剂在注塑磁体中 的作用及粘结剂应有的性能 。分析了三种常用的注塑磁 体粘结剂 。探讨了粘结剂的 开发方向。     

陶瓷注射成形中粘结剂的研究与进展

陶瓷粉末注射成形是先进的粉末近净成形技术,可以高效成形形状复杂的工艺部件.而粘结剂是陶瓷注射成形中最复杂和重要的环节.本文详细介绍了陶瓷注射成形的各种粘结剂组成,并对各种粘结剂的优缺点进行了比较.     

粉末处理对陶瓷注射成形的影响

陶瓷注射成形是先进的陶瓷近净成形技术,可以高效成形形状复杂的陶瓷部件.而粉末处理是陶瓷注射成形中最复杂和重要的环节.本文详细介绍了陶瓷注射成形过程中的粉末处理步骤,并对其工艺进行了优化.     

粉末处理对陶瓷注射成形的影响

陶瓷注射成形是先进的陶瓷近净成形技术,可以高效成形形状复杂的陶瓷部件。而粉末处理是陶瓷注射成形中最复杂和重要的环节。详细介绍了陶瓷注射成形过程中的粉末处理步骤及其工艺优化。     

Si3N4陶瓷注射成形研究进展

氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、导热性好、摩擦系数小、热膨胀系数小、抗热震性好等优点,是耐高温、耐磨的理想结构材料之一。由于氮化硅硬度大．难以用传统的加工方法进行加工,限制了其在一些领域的广泛应用。陶瓷注射成形的出现为氮化硅陶瓷再添生机,氮化硅注射成形不仅可净尺寸成形各种形状复杂的异形件．而且成形产品具有较高的表面光洁度和尺寸精度。本文较详细介绍了陶瓷注射成形的工艺过程及Si3N4陶瓷注射成的研究讲展．最后对Si3N4陶脊沣射成形枯术讲行了展望．     

水溶性胶粘剂及其在成形工艺中的应用

阐述了水溶性胶粘剂的优缺点,介绍了水溶性胶粘剂在铸造成形、粉末注射成形工艺中的应用。     

ZrO2陶瓷注射成形的流变特性

以加入3％molY2O3的ZrO2粉末为原料,选用聚苯乙烯（PS）、乙烯和醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚酰胺蜡（NEW）、聚乙烯蜡（PEW）和硬脂酸（SA）为粘结剂体系制成注射成形的喂料,使用XLY—Ⅱ型的毛细管流变仪测定喂料的流变参数,通过线性回归分析．计算出非牛顿指数和粘流活化能。实验表明：喂料的粘度随着温度的升高以及剪切速率的增大而减小,具有较好的充模性．呈假塑性流体,在三种组分的喂料中,Z3配方表现出良好的流动性和较小的温度敏感性．适合陶瓷注射成形。     

气体辅助注射充填流动模拟研究概述

论述了气辅流动模拟需解决的主要问题, 例如气辅模拟中不同参数对成型的影响、预测缺陷、指导工艺及模具设计等.讨论了流动模拟中压力场、温度场、自由移动边界的几种数值实现方法以及厚度比、时间增量的确定.     

凸截面注射成型全三维充填和纤维取向模拟研究

选用15 %玻璃纤维增强聚酰胺6（PA6）复合材料,根据Folgar-Tucker理论模型,研究了凸形截面零件全三维注射成型充填流动行为和纤维取向分布规律。结果表明,全三维模拟技术可以有效反映注射成型充填的流动形态和喷泉效应;凸形截面表层纤维沿剪切方向取向分布,且制品大端部分的纤维取向程度比小端部分差;3个坐标方向上的纤维取向分布非常复杂,沿x轴负方向（即充填方向）,随充填长度的增加,纤维取向程度先增大后减小;沿y轴方向,随着距中心距离的增大,凸形截面小端部分的纤维取向程度由内向外逐渐增大,而大端部分的纤维取向程度先增大后减少;沿z轴方向,凸形截面小端部分的纤维取向由内向外呈增大趋势,而大端部分的纤维取向程度却逐渐减小。     

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.     

注塑成型充填过程的可压缩流动分析

注塑成型过程中,熔体在型腔中的流动和传热对制品质量性能有重要的影响.为了预测注塑制品的收缩、翘曲和力学性能,精确预测充填过程的流动及传热历史是十分必要的.本文考虑熔体的可压缩性及相变的影响,将充填过程中熔体的流动视为非牛顿可压流体在非等温状态下的广义Hele-Shaw流动.采用有限元/有限差分混合方法求解压力场和温度场,采用控制体积法跟踪熔体流动前沿,并应用Visual C++实现了注塑充填过程的可压缩流动分析.为了保证能量方程各项在单元内边界的连续性,结点能量方程各项由单元形心处的离散值加权平均获得,因而,能量方程在计算区域内整体求解.对两个算例进行了分析,模拟结果与实验结果的对比,验证了本文数值算法及程序.     

基于分步法的三维注塑充填温度场数值模拟

注塑成型的充填过程是一个对流占优的能量传递过程。在采用经典Galerkin有限元法求解该瞬态温度场时,对于固定的计算网格,如果时间步长选择的不合理,容易造成其稳定性要求得不到满足,从而导致方程的求解失败。鉴于此,本文采用分步法将该能量守恒方程分解为一个对流方程和一个热传导方程,针对这两个方程的不同特点,分别选择不同的时间步长和求解方案独立进行求解,解决了由于对流项而引起的方程求解失稳问题。另外,针对瞬态热传导方程的求解,分析了利用向后差分法离散其瞬态项时,采用协调质量热容矩阵容易产生不合理计算结果的原因,进而用集中质量热容矩阵代替协调质量热容矩阵对该方程进行求解,得到了合理的模拟结果。最后采用具体的数值算例验证了该模拟方案的正确性。     

注塑成型熔接线截面熔接过程数值模拟

在多浇口和带嵌件注塑制品的成型过程中必然存在熔体的熔接过程,从而形成熔接线。熔接线沿厚度方向的熔接过程是影响该区域的力学强度以及纤维取向等制品性能的重要因素。本文采用有限元法针对注塑制品的典型截面建立数学模型,采用T6P3单元(速度二次插值,压力线性插值),数值模拟了注塑制品熔接线的截面熔接过程。通过等厚度截面和非等厚度截面两个算例,给出了两股熔体熔接过程中的截面速度场和压力场分布。讨论了熔接线区域的壁厚均匀程度对熔接过程的影响。该计算结果可以为制品力学性能以及纤维取向等数值模拟提供数据支持。     

3D finite element method for the simulation of the filling stage in injection molding

During the molding of industrial parts using injection molding, the molten polymer flow through converging and diverging sections as well as in areas presenting thickness and flow direction changes. A good understanding of the flow behavior and thermal history is important in order to optimize the part design and molding conditions. This is particularly true in the case of automotive and electronic applications where the coupled phenomena of fluid flow and heat transfer determine to a large extent the final properties of the part. This paper presents a 3D finite element model capable of predicting the velocity, pressure, and temperature fields, as well as the position of the flow fronts. The velocity and pressure fields are governed by the generalized Stokes equations. The fluid behavior is predicted through the Carreau Law and Arrhenius constitutive models. These equations are solved using a Galerkin formulation. A mixed formulation is used to satisfy the continuity equation. The tracking of the flow front is modeled by using a pseudo-concentration method and the model equations are solved using a Petrov-Galerkin formulation. The validity of the method has been tested through the analysis of the flow in simple geometries. Its practical relevance has been proven through the analysis of an industrial part.     

一步法注射成型机

简述了注射成型法与模压成型法相比所具有的诸多优点，同时指出了传统注射成型方法所存在的问题。着重介绍了一步法注射成型技术及其设备的结构特点、工作原理及工作特性。     

基于P1/PO四面体宏元的三维注塑充填速度场压力场有限元数值模拟

计算效率和解的稳定性是影响三维注塑充填有限元数值模拟的关键因素.针对黏性不可压缩聚合物熔体三维充填过程的速度场和压力场,以提高计算机求解速度为出发点,分析了采用P1/P0四面体单元(速度线性,压力常数)得到的有限元方程的解不收敛的原因,提出一种采用P1/P0四面体宏元离散空间域的求解方案,从而降低了求解的自由度数量,提高了计算速度.通过模拟圆管中定黏度流体的稳态流动考察了该求解方案的模拟精度,通过模拟圆管中定黏度流体的瞬态充填比较了采用P1/P0四面体宏元和P2/P1四面体单元(二次速度,线性压力)的计算时间.最终将该方案应用到三维注塑充填的数值模拟中.     

基于SPH方法的微注射成型数值模拟

基于无网格方法和黏性本构方程,开展微注射成型数值模拟的研究。采用光滑粒子流体动力学的粒子近似法离散N-S 控制方程组,求解速度场、压力场、温度场等物理场的变化规律。以应用于生物医学领域带有细微针头的聚合物微针为例,进行充型过程的数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致。     

塑料制品注塑成型缺陷的成因分析

通过列举几种注塑成型过程中最为典型的几种缺陷,结合生产实际,从影响注塑成型制品质量的因素(产生的物理原因、注塑模具和制品结构、注塑工艺参数有关的原因、塑料材料)着手,分析了归纳注塑成型制品典型质量缺陷产生的原因,并提出了克服缺陷的具体改良措施。     

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。