聚合物熔体密度在线测量在精密注射成型中的应用

基于超声波传播速度与传播介质物性参数密切关联和快速响应的特性,通过实验和理论分析得到了超声波传播速度与聚合物熔体密度存在单值对应关系的重要结论;根据精密注塑制品成型周期短的特点,在实验的基础上采用改进最小二乘法,即缩小自变量使其在0～1的范围内可以有效降低拟合阶数,提高运算速度的方法,建立了基于超声波速度单值变量的熔体密度在线软测量模型,并将该软测量模型应用于注射成型过程中对聚合物熔体注射重量的控制;即由该软测量模型得到的在线熔体密度与螺杆截面积的乘积对螺杆注射行程进行积分,可以精确计算出聚合物熔体注射重量,以此实现对注射机成型制品重量的精密控制;理论和实验都验证了基于熔体密度在线软测量的注射量重量控制方法优于传统的体积控制方法,是提高注射成型过程制品重量重复精度的有效方法。     

一种新型聚合物熔体动态密度测量方法的研究

介绍一种聚合物熔体在不同温度及压力状态下熔体密度的测量方法,该方法基于聚合物熔体PVT相互关系原理,将测量微距离的读数百分表安装在改进结构的熔体流动速率试验机上,可以测量出任意熔融温度及压力下的聚合物熔体密度。通过对测量结果进行理论分析发现,聚合物熔体密度测量值符合聚合物自由体积理论,即聚合物熔体密度随温度升高而减小,随压力增大而增大。     

基于熔体温度均匀性的注射螺杆性能评价方法

设计了一套用于在线测量注射成型过程中塑化熔体沿轴向及径向温度分布的温差测量系统,对四根不同结构类型的注射螺杆进行实验分析,研究了通过测量塑化熔体温度均匀性进而评价注射螺杆塑化性能的方法。结果表明,使用某一根螺杆加工PS时,在相同的操作条件下,当塑化熔体的轴向平均温差小于0.45 ℃,径向平均温差小于2 ℃时,此时获得制品的重量重复精度能够达到0.035 %,冲击强度大于10.0 kJ/m2,熔体压力波动小于0.7 MPa,表明此螺杆在温度均匀性方面能够满足PS精密制品的注塑成型要求。     

注塑成型工艺参数对壳盖注塑件翘曲变形的影响

以降低注塑件翘曲值为目标,采用正交试验法,得到注塑成型工艺参数对翘曲值的影响程度由强到弱依次为保压压力、熔体温度、注射时间、保压时间和冷却时间。对单个注塑成型工艺参数变动和多注塑成型工艺参数交互作用进行了分析。结果表明:延长注射时间或升高熔体温度,均可使翘曲值先增大后减小;增大保压压力或延长保压时间均可使翘曲值逐步缩小;延长冷却时间,翘曲值则先减小后增大;翘曲值在保压压力与熔体温度、注射时间与熔体温度的交互作用下发生显著变化,而保压时间与保压压力、保压时间与熔体温度的交互作用则对翘曲值的影响不明显。     

工艺参数对型芯偏移影响的CAE分析

针对塑料注射成型中产生的型芯偏移,结合材料的粘度图研究了工艺参数对填充阶段型芯偏移的影响。结果表明:熔体温度对型芯偏移的影响最大,其次是注射时间,而模具温度的影响很小;提高熔体温度与缩短注射时间可以降低熔体粘度,降低注射压力,从而减小型芯偏移。     

汽车A柱下饰板注射成型工艺仿真分析

采用正交试验和Moldflow数值模拟相结合的方法,对汽车A柱下饰板的注射成型过程进行了分析,研究了模具温度、熔体温度、注射时间和保压压力等工艺参数对残余应力和翘曲变形的影响。通过极差分析得到,熔体温度对翘曲变形影响最大,保压压力对残余应力影响最大,最佳工艺参数组合为模具温度40 ℃,熔体温度205 ℃,注射时间5 s,保压压力45 MPa;通过仿真分析与实际成型方案进行比较,汽车A柱下饰板的翘曲变形由3.847 mm降为3.121 mm,残余应力由66.95 MPa降为65.21 MPa。     

注射成型工艺参数对制品结晶度的影响机制

以一种塑料水杯为研究对象,通过设定不同熔体温度、模具温度、注射时间及保压压力作变量,对不同条件下聚合物熔体剪切速率分布情况及其对结晶度的影响机制进行研究。结果表明,在充模流动方向上剪切速率随着距离浇口位置越远而逐渐减小,厚度方向上剪切速率呈现对称的"V"状分布,分别在中心层和距模具0.1 mm处达到最小和最大值;不同熔体温度与模具温度下熔体剪切速率分布规律相似,影响制品结晶性能的关键因素是二者的温度差;在成型过程中缩短注射时间或增加注射速率将有利于分子链发生结晶,而保压压力则对制品结晶度影响不大。     

正交试验优选气辅成型工艺参数

为优化气辅成型工艺参数,采用单因素法考察工艺参数对气辅成型质量的影响,以熔体预注射量、熔体温度、模具温度、注气压力、延迟时间、注气时间为因素,气体穿透深度、最大气指幅度为评价指标,采用L25(56)正交试验设计优选气辅成型工艺参数为:熔体预注射量85％,熔体温度240?℃,模具温度40?℃,延迟时间4?s,注气压力3?...     

注射成型因素对聚丙烯制品光泽度的影响

通过一次因子法确定Taguchi法的试验因子,再采用Taguchi法对试验因子进行权重分析与优化。结果表明,在注射成型过程中,对聚丙烯(PP)制品光泽度影响因子的权重大小顺序是熔体温度、模具温度、保压压力、注射速度。对于PP最佳光泽度的注射成型工艺控制方案为熔体温度205℃、模具温度65℃、保压压力5MPa、注射速度50%。     

聚丙烯气体辅助注射成型冷却过程中温度分布的研究

通过对聚合物气体辅助注射成型冷却过程进行合理的假设与简化,对聚丙烯（PP）气体辅助注射成型冷却过程进行了实验与数值模拟研究。结果表明,注射氮气后,PP的冷却速度显著加快,并在气-熔界面处出现小范围的结晶平台。采用MATLAB软件对氮气辅助注射成型PP冷却过程中的温度分布进行了数值模拟,将计算所得模拟值与温度采集的实验值进行比较,发现在熔体降温阶段温度分布的模拟值与实验值吻合程度很高;在固相冷却阶段由于聚合物本身复杂特性以及气体的渗透效应,PP的模拟值略高于实验值,而氮气的模拟值低于实验值。     

注射成型多模腔充填不平衡现象的产生机理（Ⅱ）——模具流道系统中熔体温度分布的研究

介绍了注射成型中集成式热电偶在熔体温度测量中的应用，并分别对流道中温度分布以及多型腔“H”型流道系统中靠近上下型腔的熔体温度进行了测量。实验结果表明剪切生热对流道中熔体温度分布影响显著，熔体经过流道分岔口后温度分布形态以及流动方式不再对称于中轴，最终导致型腔的不均衡充填。温度测量结果同可视化实验结果一起全面揭示了充填不平衡现象的产生机理。     

注射质量重复精度在线测量方法

基于统计过程控制和误差分析理论,对注射成型过程的注射质量重复精度的在线测量方法进行了研究,分析样本容量和统计误差算法对注射质量重复精度的在线测量精度的影响,并对结果进行分析比较。分别取样本容量为5、10、15,进行3组实验,对采样周期点依次递推更新,进行在线测试,保证测试方法的实时性和精确性。通过改装设计的实验设备对测试方法和计算方法进行了验证,确定了最佳样本容量为10,最佳算法为标准差算法。结果表明,基于超声波熔体密度在线测量的注射质量重复精度测量方法可以对注射制品质量精度进行有效评价,测试精度达到0.50 %~1.50 %,验证了测量方法的可行性。     

注塑机使用与维护技术讲座（二）注塑成型原理

介绍了注射成型的基本原理及塑化计量、注射冲模及冷却定型三个注射成型过程的重要阶段。介绍了注射成型工艺与压力、温度、速度及成型工艺对性能的影响,注射压力根据注射阶段不同可以分为塑化压力、注射压力、型腔压力、注射压力与保压压力的切换、保压压力。注射成型过程中温度有料筒温度、喷嘴温度、熔体温度、液压油温度和模具温度。     

气辅注射成型工艺参数对气体穿透行为的影响

考察了气辅注射成型工艺参数(延迟时间、气体压力、熔体温度、预注射量)对气体穿透行为的影响。研究表明,延迟时间越短、熔体温度越高,残余壁厚越小。另外,预注射量、延迟时间和熔体温度对穿透长度的影响最为显著,即预注射量越大、延迟时间越短、熔体温度越低,穿透长度越长。结合此前研究者的数值模拟结果可以看出,残余壁厚率与通过数值方法得到的结果是较为一致的.     

模温及熔体温度对不同材料的薄壁注塑制品熔接痕的影响

利用MoldFlow模拟了不同模温和熔体温度对结晶型聚合物PP、无规脆性聚合物PS、无规韧性聚合物PC成型的数码电视机支撑座熔接痕长度的影响。模拟结果表明：当模具温度低于材料的熔化温度时，升高模具温度能显著的缩短PP、PC熔接痕的长度，但不能明显的缩短PS熔接痕的长度；当模具温度升高到PS熔融温度时，PS熔接痕长度随模温的升高急剧缩短；当模具温度高于熔体注射温度时，熔接痕长度的改变量很小。升高熔体温度不能缩短PP熔接痕长度，能缩短PS、PC熔接痕长度，但熔体温度对熔接痕的影响远不如模温明显。升高模温和熔体温度都很难消除熔体以头-头的形式相遇形成的熔接痕。     

气辅注射成型运动界面的Level Set方法数值模拟

给出气液两相流数学模型,选取Cross-WLF模型作为熔体的黏度模型,采用Level Set/SIMPLEC方法模拟了气体辅助注射成型中气体穿透过程,追踪到了不同时刻的运动界面(气熔界面和熔体前沿界面),描述了运动过程中不同时刻速度和温度等重要物理量的分布情况,分析了熔体温度、气体延迟时间和注射压力对气体穿透时间和穿透长度的影响。数值结果表明,Level Set/SIMPLEC方法可以准确追踪气体穿透过程中的两个运动界面;熔体温度、延迟时间和气体注射压力对气体穿透长度有显著影响。     

塑料挤出成型过程中熔体温度测量和控制

综述了塑料挤出过程中,高聚物熔体的温度分布对成型制品质量的影响,并介绍了目前温度测量方法、温度传感器的选择及其适用范围,接着在熔体温度测量的基础上,介绍了现今熔体温度控制的方法和发展状况,并对各种控制方法作了比较,最后,对智能控制在塑料挤出过程中的应用前景进行了展望.     

薄壁塑件注射压缩成型热残余应力仿真研究

使用Moldflow MPI/Injection-compression模块对薄壁塑件顺序注射压缩成型工艺进行了仿真,采用单因素试验研究了熔体温度、模具温度、延迟时间、压缩距离、压缩速度、压缩压力和保压压力对脱模后热残余应力的影响。仿真结果表明,顺序注射压缩成型薄壁制件热残余应力分布规律与常规注射成型相似,但是前者热残余应力较小且沿流动方向更为均匀;热残余应力随熔体温度、模具温度、压缩距离、压缩速度的增加而减小,随延迟时间和保压压力的增加而增大;压缩压力大于熔体流动阻力后,继续增大压缩力对热残余应力无影响。     

聚合物PVT特性在线测试技术及在模具设计中的应用

通过自主研发的聚合物压力比容温度（PVT）特性在线测试仪获得聚合物真实成型工况下的PVT特性参数,由此得到注射材料收缩率,用于制品模具成型尺寸设计,并计算得到以离线PVT参数为依据进行设计的模具成型尺寸。采用数值模拟方法对上述两种模具尺寸设计结果得到的成型制品精度进行对比分析。结果表明,以在线PVT测试结果为基础设计的模具成型尺寸得到的制品尺寸精度与实际设计要求更加接近。     

工艺参数对聚丙烯/聚酰胺6共混物水辅助共注塑管件壁厚及性能的影响

基于自行搭建的水辅助共注塑实验平台,通过正交实验制备了系列水辅助共注塑管件,探究工艺参数对各层壁厚、拉伸性能及各相结晶的影响。结果表明,外层壁厚随着外层熔体温度、注水压力、内层熔体注射压力、模具温度增大而逐渐减小,随着熔体注射切换延迟时间、注水延迟时间增大而逐渐增大;内层壁厚随着注水延迟时间、内层熔体注射压力增大而逐渐增大,随着注水压力、模具温度增大而逐渐减小;管件拉伸强度随着外层熔体温度增大而逐渐减小,随着熔体注射切换延迟时间、注水延迟时间增大而逐渐增大;工艺参数会影响到成型壁厚及冷却进程,进而影响各相结晶度,最终影响管件性能。