微孔注塑数值模拟的正交化试验与分析

构建了微孔注塑充模过程的数学模型,并利用Moldflow Plastics Insight 6.1进行成型窗口模拟。在注射量、注射时间、熔体温度、模具温度四个工艺参数的可行区间内,分别确定三个值,构建正交化模拟试验并分别求解,利用信噪比极差法确定最优加工参数组合。结果表明:注射量是影响泡孔半径的主要因素,较高的注射量可以得到更加均匀细密的泡孔结构。     

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     

微孔发泡注射成型与传统注射成型的对比分析

通过微孔发泡注射成型和传统注射成型定量对比分析,系统分析了两种成型在翘曲变形、体积收缩、残余应力、温度场分布等方面的本质区别,并基于流变学理论,揭示了微孔发泡注射成型的成型机理。结果表明,微孔发泡注射成型的翘曲变形、残余应力、成型压力和成型时间明显小于传统注射成型的,且微孔发泡注射成型的翘曲变形和残余应力随着开始发泡的熔体预填充体积分数减小而减小,微孔发泡注射成型的熔体温度在浇口附近低于传统注射成型熔体温度,而在远离浇口处则要高。     

聚氨酯反应注射成型固化过程数值模拟

依据反应动力学和能量守恒方程的基本理论，对聚氨酯反应注射成型的固化过程进行了合理的假设和必要的简化，建立了体系反应程度和温度的数学模型。采用显示有限差分法并结合数学软件Matlab对固化过程进行了动态模拟.结果表明：固化初始的20s内交联反应剧烈。体系迅速升至最高温度，交联度达到80％所需时间与经验值一致．约为17s。同时为优化反应注射成型工艺因素，探讨了催化剂浓度、原料初始温度和模具温度等对体系的影响。结果表明：催化剂浓度增加，使体系固化周期缩短，制品内部交联度的变化减小，但延长了制品处于高温部分的时间；模具温度主要影响制品壁面附近的反应，而物料初始温度则能影响到体系的最高温度，尤其是在低模温情况下更加明显.     

注射温度和速率对夹芯注芯层熔体冲破趋势的影响

调整芯、壳层熔体的注射温度、速率均可降低夹芯注射成型中芯层熔体冲破趋势.利用Moldflow软件的coinjection模块和正交实验法,分析评价如何调整熔体的注射温度和速率可以最有效地降低芯层熔体冲破趋势.实验发现,芯层熔体冲破趋势对芯/壳层熔体黏度比(R)极敏感,通过减小芯层熔体注射温度、增大壳层熔体注射温度或增大壳层熔体注射速率,均可显著降低芯层熔体冲破趋势,且熔体注射温度的影响更为显著;选取的芯、壳层物料假塑性不同,芯层熔体注射速率对芯层熔体冲破趋势的影响效果不同,甚至相反.     

注射成型流动模拟技术的发展

本文介绍了塑料成型过程中注射成型流动模拟技术的三个发展阶段，并分析了三种不同网格模型的特点。     

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。     

注射成型流动模拟技术的发展

介绍了塑料成型过程中注射成型流动模拟技术的三个发展阶段,并分析了三种不同网格模型的特点。     

注水参数对水辅助注射成型充填过程影响的数值模拟

建立水辅助注射成型二维、瞬态、非定常流动模型,采用黏度幂律模型,在k ω湍流模型下,充分考虑注射水的湍流特性以及熔体前沿的喷注效应,采用有限体积法（VOF）对充填过程中的注水速度、注水温度和注水延迟时间等注水控制参数的影响进行数值模拟。结果表明,注水速度的增加会增加水在熔体中的穿透长度,并且会减小残余壁厚;注水温度对水的穿透长度和残余壁厚的影响均不显著;随着注水延迟时间的增长,水的穿透长度和残余壁厚均有增加的趋势。     

薄壁注塑成型数值模拟技术的发展现状

由于3C产品向薄、轻、短、小方向发展得越来越快,所以薄壁注塑成型技术也受到人们的高度重视,而薄壁注塑成型数值模拟技术是薄壁注塑成型技术得以应用的重要保证。介绍了薄壁注塑成型数值模拟技术产生的背景和科学意义,综述了薄壁注塑成型数值模拟技术的研究与应用概况,探讨了其发展中所面临的一些关键问题,指出了薄壁注塑成型数值模拟技术的研究发展方向。     

基于不同材料特性的水辅注塑模拟

基于广义非牛顿流体本构方程,采用有限体积法,对不同类型材料(结晶型材料PE和非结晶型材料HIPS、ABS)的短射法水辅注塑成型进行了数值模拟研究。研究发现,结晶型材料PE因结晶导致的体积收缩性,使其水辅注塑制件的水穿透长度比其它两种非结晶材料更长。当冷却时间过长时,结晶型材料PE因结晶导致的内应力增加,使其水辅注塑制件的水穿透长度比其他两种非结晶材料更短。这3种材料在注水延迟时间或注射量增加的情况下,均不利于水穿透长度的增加。另外,结晶型材料PE比非结晶型材料HIPS和ABS更容易发生二次穿透现象,且当熔体经过一定时间冷却,黏度提高时,更容易发生该现象。     

注射成型充模过程的注射速度控制

采用反馈控制系统，设计了模糊控制器对注射机液压系统伺服阀的输入电流进行控制，使塑料熔体按照期望的注射速度进行充模，保证了制品质量。     

材料种类对夹芯注射制品残余应力的影响

采用Moldflow公司MPI软件中的Co-injection分析模块,对夹芯注射成型过程进行动态模拟分析；揭示不同材料种类组合对夹芯注射成型过程中残余应力的影响规律。结果发现,夹芯注射体系中两种物料相容性的好坏对芯/壳层界面处残余应力的分布有较大影响,芯层为结晶型材料时会导致残余应力有较大的跃迁。     

基于LabVIEW的注塑过程能耗分布实验研究

基于LabVIEW图形化编程语言开发了一套注塑机能耗检测系统,可以对注塑机液压系统的电能损耗进行在线检测。利用软件在线积分的方法,既可以得到整机能耗,也可以得到一个注塑周期中不同工序阶段的能耗。并利用此系统进行了注塑机能耗分布的实验研究,分析了关键工艺参数对能耗分布的影响。结果表明,在一个注塑周期中,注射阶段所占的能耗比例最大;注射压力主要影响注射能耗,螺杆转速主要影响塑化能耗。     

气体辅助注射技术及其他介质辅助成型最新进展

概括地介绍了传统气体辅助注射技术的工艺及它的优缺点。并详细地介绍了气辅注射过程中的一些改进方法,如:外部气辅注射、局部气辅注射、振动气辅注射等,及运用其他介质的一些辅助成型方法,如:液体辅助注射(水辅注射)等新技术。     

基于正交试验法的注塑件工艺参数多目标优化

从生产实际出发,基于正交试验法和采用Moldflow软件,对不同工艺条件下的塑件成型过程进行模拟分析,最后运用多目标综合平衡法,对塑件成型后的顶出体积收缩率、翘曲变形量和浇口注射压力进行综合评判,确定最优的注射工艺参数组合方案。在此基础上改进模具设计,并对该工艺方案进行生产验证,实际证明与工艺优化前对比效果明显。     

注塑模冷却过程模拟关键算法研究

注塑模冷却过程模拟中采用型腔的表面模型来取代传统的中心面模型可以解决CAD和CAE的无缝集成,但需要解决边界元方法BEM(BoundaryElementMethod)在狭长型腔面上的积分难题,为此提出了动态分配高斯积分阶次的方法。对三角单元进行积分计算时,根据源点与场单元中心的距离与场单元平均边长的比值自动选取积分点数。结合单元细分方法,不仅解决了单元数量和计算精度冲突的难题,实现了精度和效率二者的平衡,同时也可以用于消除边界元积分的奇异性,突破了基于中心面模型注塑模模拟软件推广应用的瓶颈。     

注射成型过程的流动分析

对近几年来注射成型过程流动分析的数学模型和数值求解方法作了概述     

夹芯注壳层熔体最小预注量的计算与验证

在夹芯注射成型中为了更多地填充价格较低的芯层材料,需在不发生芯层熔体前沿冲破的前提下,找到壳层熔体最小预注量。从运动学角度探讨芯层熔体前沿冲破过程,建立了快速计算壳层熔体最小预注量的数学方程;利用Co-Injection模块,针对具体塑料件进行试验验证,并利用二次迭代法可大幅减少计算值与实际值的偏差。     

微型平板件注塑成型数值模拟仿真研究

利用CAE软件Moldflow对微型平板件的填充率进行了模拟和分析,比较了不同种类的原料聚甲醛(POM)和聚甲基丙烯酸甲(酯PMMA)的成型工艺,采用单因素法研究了熔体温度、模具温度、注射压力、填充速率对微型平板件填充率的影响。