长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料热模压成型工艺的研究

为了提高LGFRP模压制品的基本力学性能及其性能的稳定性,把热模压成型过程细分为预热工序、模压工序和成型操作三个部分,分别对应片材加热温度、保温时间、成型压力、模具温度、保压时间、坯料转移时间以及模压排气次数七个热模压成型工艺参数,运用正交试验和单因素试验方法,分析和讨论了各工艺参数对LGFRP复合材料热模压件力学性能的影响,并优化出了较佳的工艺参数组合。结果表明,工艺参数对力学性能的影响度大小受工艺条件的影响,并且细化成型工艺可提高LGFRP热模压制品的力学性能与热模压工艺的稳定性。     

一种机车通风机用玻璃钢叶轮压制工艺探索

针对铁路机车用通风机叶轮产品减重和提高使用性能需求,开展了玻璃纤维增强聚合物复合材料叶轮产品研发工作,通过试验确定叶轮的铺料方法和各工艺参数,成功研发出满足铁路机车通风机使用要求的SMC材料叶轮。重点研究了SMC材料的铺料方式、模压成型压力、模压成型温度、压制速度及压制时间等对叶轮产品质量的影响。结果表明,分布铺料法比集中铺料法能得到品质更好的产品。压制工艺参数为压制温度:下模为140℃,上模为145℃;最佳压力为8 MPa;保压时间为40 min;压制速度低于20 mm/s。     

模压工艺参数对热塑性PF/CF复合材料力学性能的影响

采用浓硝酸对短切碳纤维(CF)进行表面氧化处理,利用模压法制备了热塑性酚醛树脂(PF)/CF复合材料,讨论了成型温度和保压时间等模压工艺参数对复合材料力学性能的影响。结果表明,无论保压时间和CF含量如何变化,成型温度为170℃时的复合材料弯曲强度和缺口冲击强度总体上均比成型温度为150和160℃时的高,且在成型温度为170℃的条件下,不同CF含量的复合材料力学性能在保压时间为15 min时出现最大值的次数最多。据此,确定了短切CF质量分数在5%~25%范围内的热塑性PF/CF复合材料模压成型最佳工艺参数为成型温度170℃、保压时间15 min。     

环氧树脂/碳纤维复合材料模压制品冲击强度影响因素分析

通过正交试验研究了模压温度、模压压力、保压时间、合模速度对环氧树脂/碳纤维片状模塑料模压成型制品冲击强度的影响,制品冲击强度表现出显著的各向异性。使用极差法证明各因素对冲击强度的影响大小为：保压时间t>合模速度v>模压温度T>模压压力P;得到最佳工艺参数组合为：模压温度T为130℃、模压压力P为500 kN、保压时间t为540 s、合模速度v为1 mm/s,使用该参数组进行验证实验,新制品冲击强度相较于正交试验中的最大值提高了9.75%。结合典型冲击断裂试样的微观形貌解释了影响因素作用于制品冲击强度的微观机制。     

一步法顶棚骨架成型胶粘剂的施胶工艺对顶棚成型的影响

由于聚氨酯无溶剂环保胶粘剂作为汽车顶棚骨架成型胶粘剂的推广应用,汽车顶棚湿法制造成型法克服了环保的枷锁而受到顶棚制造商的青睐,汽车顶棚湿法制造工艺其本质就是汽车顶棚骨架成型胶粘剂的施胶工艺.本文通过研究顶棚湿法制造工艺一步成型法成型过程中喷水量/喷胶量、模压温度、模压压力、喷胶喷水后的放置时间对顶棚出模硬度、弯曲强度的...     

废旧线路板粉末增强复合材料的制备与性能

废旧线路板回收处理过程中得到的基板粉末作为增强填料,采用模压成型制备废弃物填料增强不饱和聚酯复合材料,研究模压工艺参数以及废弃物粉末填料配比等对复合材料力学性能的影响规律,并初步展望了废弃物复合材料的应用。结果表明,随着模压温度、压强、模压时间和填料含量的增加,复合材料的弯曲强度先升高后降低。在优化的模压工艺参数条件下,复合材料的弯曲强度超过100MPa,冲击强度可达10kJ/m2。     

陶瓷胶态注射成型中压力的影响

陶瓷胶态注射成型是一种结合了凝胶注模成型和注射成型优点的新成型工艺。不同于凝胶注模成型中通过温度诱发反应,在胶态注射成型中是利用温度与压力共同作用引发陶瓷浆料固化。采用自行研制的凝胶点测试装置,研究了不同温度条件下压力对氧化铝浆料固化过程的影响,发现提高压力能促进浆料固化,不仅能缩短其聚合诱导期,而且能加速固化过程。此外,探讨了胶态成型的作用机制,为胶态注射成型的自动化设计提供了相关工艺参数。     

AKD改性杨木粉/PLA复合材料模压工艺与性能

以杨木粉和聚乳酸为原料,利用烷基烯酮二聚体(AKD)对杨木粉进行表面改性处理,通过模压成型工艺制备了杨木粉/聚乳酸(PLA)复合材料。以模压温度、模压压力和保压时间为正交实验因素,将复合材料力学弯曲性能和冲击强度作为评价指标,分析了模压成型工艺对复合材料力学性能的影响;在此基础上分析了AKD含量对杨木粉/PLA复合材料力学性能和吸水性能的影响。结果表明,模压工艺对复合材料力学性能的影响程度依次为模压温度、模压压力、保压时间;当模压温度为170℃、模压压力为4 MPa、保压时间为6 min/次、5次保压、AKD含量为2%～3%时,制备的杨木粉/聚乳酸复合材料力学性能和吸水性能较好。     

基于极差分析的SMC复合材料模压工艺参数优化

为了探讨模压成型参数对于片状模塑料（SMC）材料模压制品综合力学性能的影响,将模压成型过程分为3个阶段,以3个阶段的压力与时间共6个参数作为影响因子,对制品的拉伸强度、弯曲强度与冲击强度进行测试,设计了正交试验,以制品的力学性能作为评价指标,采用极差分析法,分析讨论了各阶段工艺参数对SMC复合材料制品力学性能的影响,并结合成型过程中材料状态变化分析造成实验结果的原因,最终得到优化后的工艺参数。     

环氧树脂/碳纤维复合材料模压制品表面质量影响因素分析

通过正交试验研究了模压温度、模压压力、保压时间、合模速度对环氧树脂/碳纤维片状模塑料模压成型制品表面质量的影响,通过方差分析,表明各因素对表面粗糙度影响程度的主次顺序为：模压温度T>保压时间t>模压压力P>合模速度v。通过邓肯法多重比较进一步探讨了各影响因素中不同水平之间平均值的差异性,并绘制了各因素所对应的表面粗糙度实测平均值关系图。发现随着模压温度的增加,制品表面粗糙度先缓慢后急剧增大;保压时间与模压压力对表面粗糙度的影响作用相反;随着合模速度的增大,表面粗糙度不会发生明显的变化。获得最佳工艺参数为：模压温度T=130℃、模压压力P=600 kN、保压时间t=720 s、合模速度v=15 mm/s。通过模压成型实验验证：在最佳工艺参数下,表面粗糙度相对于正交实验结果中的最小值减小了19.3%,有效提高了模压成型制品表面质量。     

微孔发泡模内表面装饰复合成型工艺参数对泡孔结构与力学性能影响

微孔发泡模内表面装饰复合成型工艺是高表观质量、轻量化塑料制品的重要成型方法,成型制品的泡孔结构与力学性能对其最终质量具有决定性影响.以典型拉伸样条为例,采用数值模拟的方法,通过对比分析不同工艺参数条件下平均气泡半径、密度和力学性能的变化规律,研究该工艺过程中主要工艺参数对泡孔结构及其力学性能的影响.结果表明,注射速率、...     

EPDM包覆层注射成型模拟及工艺参数研究

为了提高三元乙丙橡胶(EPDM)包覆层注射成型工艺的研发效率,通过数值模拟和实验验证相结合的方式研究了EPDM的流动规律并优选出合适的工艺参数。采用Carreau模型拟合EPDM的流变特性方程,使用Moldflow软件模拟EPDM包覆层的注射成型过程;模拟过程选择了合适的浇口位置,预测了气穴、熔接线位置以及前沿温度的变化,结果与实验一致,气穴易于在弧形顶部形成,同时选择侧面对称的双注射口更有助于成型;分析了温度、压力以及流动速率对填充过程的影响,得到初步的预测成型参数。基于此,进一步通过实验验证得到了合格产品的工艺参数。使用拉伸实验研究所选范围的压力和注射速率对包覆层制品质量的影响,结果表明,合适的工艺参数为:注压温度170℃,镀铬模具温度170℃,注压最大压力30MPa,注压量为148cm³,注压速率为12mm/s。     

单向玄武岩增强复合材料工艺与性能研究

采用正交试验方法,以冷却方式、成型压力、增强纤维百分含量、成型温度为影响因素研究以单向布为增强体结构的玄武岩增强硼酚醛树脂复合材料的工艺性能。结果表明,成型温度对复合材料的力学性能影响最大,且随着成型温度的提高而线性增强;增强纤维的百分含量对复合材料拉伸性能的有较大影响,但对弯曲性能的影响较小,且力学性能不随增强纤维含量的增加而线性增强;成型压力的增大有利于复合材料弯曲性能的改善,而对拉伸性能的影响较小;适当延长冷却时间有利于复合材料力学性能的提高。     

Isotropy of mechanical properties and environmental stress crack sensitivity in injection- and injection-compression molding of polystyrene with different mold temperature

In addition to conventional injection-compression molding and injection molding with dynamic process temperature control, a synergistic combination of both processes has recently been applied in dynamic temperature-controlled injection-compression molding. The two-dimensional holding pressure effect in combination with the long maintenance of the flowability of the melt due to high mold temperature enables particularly large flow path to wall thickness ratios. In the most cases, only the optimized molding of microstructures and aspect ratios is considered without including the changed internal structure of such manufactured components. In the course of this investigation, the influence of different process strategies under variation of the mold temperature on production-related anisotropies in the mechanical properties and stress crack sensitivity of thin-walled polystyrene components was examined. The determined mechanical properties are significantly below the values given in the data sheet of the material in the adapted process variant of injection-compression molding with high mold temperature. However, the results also show a clear homogenization of the direction- and flow path-dependent mechanical properties. In contrast, components produced in this way tend to show increased environmental stress crack sensitivity. This could be attributed to significantly reduced orientations as a result of the favorably proceeding orientation relaxation.     

水辅助共注射成型充填过程的数值模拟研究

基于黏度幂率模型,建立了水辅共注成型充填流动过程的瞬态、纯薪性、非等温的理论模型,并采用有限体积法对水辅共注成型过程进行数值模拟。研究了内外层注射量、内外层熔体流变指数比、注水温度、注水速度、注水延迟时间、内层熔体温度和模壁温度等因素对充填过程的影响规律,并根据流变学理论阐述了其影响机理。     

塑料盖注塑成型方案分析及翘曲变形参数优化

以塑料盖作为研究对象,获得最优成型方案,预测塑件成型后的翘曲变形程度以提高塑件质量。初步提出两种注塑工艺方案加工塑料盖,使用Moldflow软件对两种方案注塑过程进行模拟对比分析,对产生翘曲缺陷的原因进行研究;利用五因素四水平的正交试验,以减小翘曲变形程度作为优化目标,优化工艺参数。模拟结果表明:方案二为最优方案,且翘曲变形主要是由收缩不均匀以及取向不均匀而造成的,翘曲变形程度最小的工艺参数组合为熔体温度250℃、模具温度60℃、保压时间12 s、冷却时间12 s、填充时间0.9 s,优化后比优化前翘曲变形程度降低9.4%左右,熔料熔接和材料性能也有所改善,塑料盖整体质量提高。实验可有效地缩短塑料盖的研发周期,降低生产成本,提高塑料盖的研发成功率。     

VARI成型不同处理方法泡沫夹芯复合材料工艺及性能研究

采取泡沫芯刻槽和泡沫芯导孔两种处理方法预制备泡沫芯材,采用VARI工艺成型泡沫夹芯复合材料,对复合材料进行无损检测,并对其成型效率、质量和力学性能进行研究。结果表明:刻槽和导孔处理可以有效地提高泡沫夹芯复合材料的成型效率,且其表面质量良好;三种泡沫夹芯复合材料泡沫与复合材料面板间均结合紧密,不存在贫胶、分层等缺陷;经刻槽处理后,泡沫夹芯复合材料的剥离强度有所下降,而弯曲强度和侧压强度略有上升;经导孔处理后,泡沫夹芯复合材料的剥离强度、弯曲强度和侧压强度均小幅下降。总的来看,不同处理工艺对VARI泡沫夹芯结构力学性能影响不大。     

注塑模具设计过程中浇口尺寸对塑料制品力学性能的影响

以高密度聚乙烯（PE-HD）为原料,采用自行设计加工的一套1模4腔注射标准试样模具进行注塑,通过调整熔体温度、模具温度和注射压力等工艺参数,考察了不同浇口截面尺寸的模具对注塑样品拉伸、冲击和弯曲性能的影响。结果表明,模具浇口截面尺寸修改后,注射试样的力学性能明显提升,其中,拉伸强度、冲击强度、弯曲强度和弯曲模量最高分别提升了3.40 %、79.86 %、18.11 %和113.36 %;模具浇口修改后注塑所的样品充填饱满,无塌陷等缺陷;修改浇口后的模具设计整体结构布局合理,可为同类标准测试样的成型模具设计提供有益借鉴。     

注塑工艺参数对防眩板力学性能的影响

以防眩板为例,结合Moldflow和ANSYS软件,将Moldflow分析后的节点、单元数据,各单元的材料属性,热膨胀系数值,残余应力值及分子和纤维取向角度等导入到ANSYS进行结构分析,研究了各注塑工艺参数对防眩板成型后力学性能的影响。结果发现,保压时间、熔体温度及模具温度对防眩板力学性能的影响较大,而注射速率及保压压力的影响较小。采用较长的保压时间、较低的熔体温度和模具温度,以及稍快的注射速率可制得力学性能较好的防眩板。该研究结果对提高注塑件的结构分析精度将有极大的现实意义。     

3D study on the effect of process parameters on the cooling of polymer by injection molding

Plastic injection molding (PIM) is well known as a manufacturing process to produce products with various shapes and complex geometry at low cost. Determining optimal settings of process parameters critically influence productivity, quality, and cost of production in the PIM industry. To study the effect of the process parameters on the cooling of the polymer during injection molding, a full three‐dimensional time‐dependent injection molding analysis was carried out. The studied configuration consists of a mold having cuboids‐shaped cavity with two different thicknesses and six cooling channels. A numerical model by finite volume was used for the solution of the physical model. A validation of the numerical model was presented. The effect of different process parameters (inlet coolant temperature, inlet coolant flow rate, injection temperature, and filling time) on the cooling process was considered. The results indicate that the filling time has a great effect on the solidification of the product during the filling stage. They also show that low coolant flow rate increases the heterogeneity of the temperature distribution through the product. The process parameter realizing minimum cooling time not necessary achieves optimum product quality and the complete filling of the cavity by the polymer material. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009