气辅注射充模流动压力及速度场数值模拟

本文以矩形平板为例,在等温条件下对气辅注塑成型过程中充填区域内熔体流动的速度场和压力场进行了数值模拟,给出了不同时刻熔体内的等压力线和流线图。本文的目的是为了揭示气辅注塑成型过程中熔体的流动过程,以便指导生产     

Numerical Molding Simulation for Rapid-Prototyped Injection Molds

Abstract:

Injection molding is a very mature technology, but the growth of layer-build, additive, manufacturing technologies (rapid prototyping, RP) has the potential of expanding injection molding into areas not commercially feasible with traditional molds and molding techniques. This integration of injection molding with rapid prototyping has undergone many demonstrations of potential. What is missing is the fundamental understanding of how the modifications to the mold material and RP manufacturing process impact both the mold design and the injection molding process. In addition, numerical simulation techniques have now become helpful tools of mold designers and process engineers for traditional injection molding. But all current simulation packages for conventional injection molding are no longer applicable to this new type of injection molds, mainly because the property of the mold material changes greatly. In this paper, an approach to accomplish numerical simulation of injection molding into rapid-prototyped molds is established and a corresponding simulation system is developed. For verification, an experiment is also been carried out with an RP fabricated SL mold. Stereolithography (SL) is an original and typical rapid-prototyping method, which is chosen as the study object in the paper.     

气体辅助注射成型过程的数值模拟技术

本文描述了气体辅助注射成型过程中熔体充填及气体穿入的数学模型,采用有限元／控制体积法计算充填阶段的压力场,确定两类移动边界,熔体前沿和熔体－气体边界。并对典型制件进行模拟验证了模型的可行性。对不同成型参数如熔体充填百分比及气道直径的影响进行了研究,结果表明熔体充填百分比不够,使气体吹入薄壁,较高的充填比又会阻止气体进入气道;较大直径的气道较小直径的气体不易进入薄壁处。     

注射成型过程数值模拟的辩证认识

注射成型模拟软件的发展十分迅速,本文从基础层面讨论数值软件的根本问题     

塑料注射成型熔体前沿的流动模拟

讨论了塑料注射成型流动过程分析中熔体前沿喷泉效应的近似处理方法和数值分析方法。     

塑料注射成型数值模拟计算结果的可视化方法

为了处理注塑成型数值模拟计算所产生的大量数据，文中给出了用计算机图形技术显示结果数据的方法，对于更好、更有效地理解和使用计算数据提供了直观的手段。     

注塑成型流动模拟技术发展的三个阶段

总结了注塑成型流动模拟技术发展过程中有代表性的三个阶段 ,介绍了每种技术的数值原理和优缺点 ,提出了发展方向和展望     

聚合物水辅共注成型过程数值模拟研究

提出了一种新型水辅共注成型工艺,并针对其成型过程的特点,采用体积加权平均的指导思想,建立了描述水辅共注成型充模流动过程的全三维、纯黏性、瞬态、非等温理论模型,并基于这一理论模型,通过有限元数值模拟,开展了水辅共注成型过程的数值模拟研究,并研究了熔体注射温度对水辅共注成型过程的影响规律,结果表明:注水温度对芯层的穿透深度和宽度基本没有影响,而水的穿透深度随着注水温度增加而增加,还基于流变学理论,揭示了其影响机理。     

注塑模拟分析中面流技术应用研究——中面模型自动生成方法

中面模型网格的建立是基于中面流技术注塑模拟有限元分析的基础。本文采用一种中轴变换的替代算法,实现了注塑模拟分析中实体模型向中面模型的转化,建立了相应程序模块。     

复杂制品注塑成型模拟分析

应用CAE软件MoldflowPlasticsInsight4.1的充模、保压、冷却、翘曲等分析模块,对汽车尾门饰件注塑成型过程进行CAE分析,研究了浇口位置、工艺参数等对制品性能的影响。最后,基于模拟结果分析了制品翘曲的主要原因,为模具设计及注塑工艺的确定提供参考。     

注塑流动过程中的纤维定向计算机模拟

本文基于Hele-Show流动,采用Dinh定向计算模型,运用分层计算方法模拟中等浓度短纤维增强塑料在注塑流动成型过程中纤维的取向状态,以多层的定向描述了制品截面内的整体定向情况。     

水辅助注射成型技术的发展

介绍了水辅助注射成型技术的原理,综述了水辅助注射成型技术的研究与应用现状,指出了亟待解决的关键问题,展望了该领域今后的发展方向。     

RIM工艺中的注射压力效应

探讨了注射压力变化引起的ＲＩＭ工艺中的各种效应。提出了确定注射压力应考虑的事项。     

注射过程中残余应力演变的模拟与分析

采用线性黏弹性模型，模拟计算了平板形状制品残余应力在壁厚方向和流动方向上的分布及其在成型中的变化过程。根据模拟结果，深入讨论了注射成型过程中残余应力的形成机理和演变情况。结果表明：脱模时制品表层有着较大的拉应力，表层以下存在着一个应力低谷，在制品中心区域存在着抛物线形的拉应力分布；残余应力沿壁厚分布的形状在流动方向上基本相同，但是流动末端的应力值稍大于流动入口处。     

Fully-Coupled Numerical Analysis of High-Frequency Induction Heating for Thin-Wall Injection Molding

In recent years, rapid mold heating has served to enable the injection molding of thin-walled parts or micro/nano structures. Induction heating is an efficient way to heat metal parts by means of an electric current that flows through a conductive material by electromagnetic induction. The present study covers a numerical investigation of high-frequency induction heating of an injection mold in order to rapidly raise the mold temperature. To take into account the effects of thermal boundary conditions of induction heating, a fully coupled numerical analysis effectively connecting electromagnetic field calculation, heat transfer analysis, and injection molding simulation was carried out. The proposed integrated simulation was applied to the injection molding of a thin-wall part, and its results were compared with experimental findings in order to verify the validity of the proposed simulation.     

陶瓷注射成形技术进展

陶瓷粉末注射成形是从现代粉末注射成形技术中发展起来的一项新型成形技术。本文着重论述了陶瓷注射成形发展的历史、技术特点、工艺及进展情况，并介绍了CIM的典型产品和应用领域。     

注塑模冷却分析的边界元法

本文介绍了一种注塑模冷却分析的有效方法－－边界元法，根据注塑模内部尺寸相差悬殊（型胶为一狭缝，冷却孔长度远大于其直径）的结构特点，推导出适用于注塑模冷却分析折边界积分方程，并给出模具三维温度场的边界元计算方法，最后，利用一个例子说明了其于边界元法的冷却分析在实际中的应用。     

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。     

Computer Modeling and Simulation for 3D Crystallization of Polymers. II. Non-Isothermal Case

A 3D computer modeling and simulation has been used to predict crystallization kinetics and crystal morphology in polymers under the non-isothermal condition. A parametric study is used to explore the influences of thermal conditions on the crystallization. The results indicate that cooling rate has a strong impact on the crystallization kinetics as well as the morphology. The initial temperature only affects the crystallization kinetics and has no impact on the final morphology. It is observed that the distribution of spherulite size in non-isothermal case is much broader than that in the isothermal case.     

注塑成型制品结晶取向数值模拟

注塑成型时非等温、非稳态的流动过程,使聚合物各部分经历不同的热历史和力历史,产生多样的晶体和取向结构。通过黏性流体力学基本方程,计算注塑流体的温度场和速度场,根据Avrami方程和晶体成核速率与第一法向应力差的关系模型模拟剪切流场对聚合物结晶动力学的加速作用,结合熔体结晶度的发展模拟制品不同位置沿厚度方向的取向。指出剪切速率较大的近模壁处呈现高度取向层,在中心层剪切速率低、取向因子小,呈现自由取向。