滚塑模具热传导数值分析与性能优化研究

滚塑成型是一种极具发展潜力的高分子材料成型技术。滚塑模具是滚塑成型设备的关键部件,其外表面结构形式影响热传导特性,进而对滚塑成型质量有决定性影响。建立三种具有代表性的模具结构,对其热传导特性进行研究。依据数值传热学基本理论与滚塑特有的工艺条件,建立有限元分析模型,研究模具在加热与冷却工艺过程中热传导的特点与制品性能差异。得到了相关物理量随时间和空间的数值分布,结果表明圆柱状表面结构模具在加热过程中具有温度场均匀性较好,在冷却过程中散热效率高等诸多特点,有利于获得高质量的滚塑产品。数值分析结果为模具在不同工艺条件下的优化设计提供了依据。     

一次成型整体车身的轻量化

在采用复合材料HDPE的车身设计中,本文提出了一次成型轻量化车身设计及制造工艺技术,并运用CAE软件建立了车身的三维实体模型和有限元前处理模型,利用Abaqus软件对所设计的车身进行了强度分析和模态分析,验证了车身的强度和振动要求。通过多次滚塑成型试验,获得了适宜的加热温度与时间、冷却方式与时间和主副轴速比等工艺条件,车身检测符合设计要求。研究结果表明:采用滚塑成型工艺生产的车身轻量化效果明显,符合中低速汽车车身的使用要求。     

汽车挡泥板滚塑成型材料试验研究

对汽车挡泥板滚塑成型原料进行了研究,为得到高抗冲击性能的树脂原料,利用高密度聚乙烯（HDPE）对线性低密度聚乙烯（LLDPE）进行共混改性,通过热氧老化法确定两原料的最佳共混配比,然后考察了共混树脂原料的加工热稳定性,树脂粉末的形状和大小对成型工艺的影响,以及加热温度对制件的抗冲击强度的影响,并比较了共混料与滚塑专用料的冲击强度,最后对研制的共混料进行了生产实验研究。结果表明：所研制的共混料可以满足汽车挡泥板滚塑成型要求。     

国内外滚塑设备的产业发展现状及其发展趋势

滚塑又称旋转成型或回转成型，是一种已有较长历史的塑料成型技术。据报道，作为滚塑的最原始工艺核心可能起始于中国秦朝的兵马俑制造。但作为塑料的滚塑工艺源于英国，1887年第一项滚塑专利问世，1934年制造出第一台商用滚塑机。50年代在欧洲得到很大发展，以后逐步传入美国、日本等地。开始它只是注塑、吹塑工艺的一个补充。随着聚乙烯粉末化技术的成熟，日益成为塑料成型工艺中极具竞争力的成型方法。从此以后，滚塑工艺在全世界不断发展。     

基于电磁-热-结构耦合的船用曲轴红套工艺仿真

船用曲轴的红套工艺过程多采用感应加热方式对曲拐进行加热.针对加热过程电磁-热-结构多场耦合问题的复杂性,以某型号船用曲轴为参考对象,对加热过程进行数值模拟分析.在研究曲轴材料随温度变化的非线性物理特性基础上,在电磁场-温度场-应力场的顺序耦合过程中,加入温度场对电磁场的双向耦合分析,分析温度场对电磁场的反馈作用;归纳感应加热过程的电磁场、温度场及应力场的分布规律;对比研究曲拐加热时矩形加热器的相对位置、加热时间对曲拐的温度场分布的影响,确定曲拐加热后满足红套孔椭圆度要求的电流密度、电流频率、矩形加热器相对位置及加热时间等设计参数,为科学制定红套工艺提供有效参考.     

滚塑成型技术的研究现状及其展望

随着世界塑料产品市场的快速发展以及塑料技术的日益成熟,与注塑、吹塑成型等成型方法相比,滚塑在大型及超大型中空类容器(储罐、槽等)成型方面具有不可替代的作用,应用领域不断拓宽.在介绍了滚塑成型原理的基础上,根据滚塑成型用料要求归总了各种滚塑适用原料并进行了对比,综合分析了滚塑成型设备的研究现状以及滚塑技术的发展前景.     

熔融沉积成型聚醚醚酮热流模拟及喷头设计

聚醚醚酮(PEEK)具有较高的熔点和熔融黏度,使其在熔融沉积成型时对喷头结构有特殊要求。针对典型熔融沉积成型喷头结构,基于Fluent建立了流固两相耦合的热流模型,基于UDF函数编写PEEK材料黏度模型的子程序,对喷头喉管内熔体的温度场、流动场以及压力场进行数值模拟分析,提出了喷头结构的优化方案并通过实例验证。     

FDM 工艺快速成型喷头内熔体的分析研究

熔融沉积快速成型,是利用热塑性材料的热熔性、粘接性特点,在计算机控制下根据实体模型进行层层堆积后成型。基于熔融沉积快速成型过程中熔体对成型制品的质量影响,对成型过程中熔体的流动性及热平衡进行数值分析,优化熔融快速成型工艺熔体参数,为喷头装置的设计提供依据,保证成型制品的质量。     

FDM型3D打印机喷头温度场仿真

FDM型3D打印机通过熔融沉积的方式打印成型,打印过程中喷头部分的温度场受结构设计和冷却系统影响,在打印过程中易出现温度分布不均匀的现象,进而出现堵料问题,影响打印过程正常进行。利用CAE温度场仿真软件对FDM型3D打印机喷头三维模型进行温度场仿真,得出3D打印机喷头加热块、喷嘴以及喉管和散热铝块的温度场分布。根据温度场仿真结果,为喷头冷却系统的设计和优化提供理论依据,进而提高FDM型3D打印机的打印连续性、效率以及打印工件的表面质量。     

PLA材料在熔融沉积过程中的温度场分析

采用有限元的方法进行3D打印过程的模拟,建立了熔融沉积成型(FDM)有限元仿真模型,对PLA材料在FDM成型过程中进行了温度场分析,得到了在不同方向、不同时间的温度变化曲线。温度的变化对成型件的精度有重要影响。     

基于数值模拟技术的吸塑模成型工艺优化

介绍了吸塑成型工艺过程,对吸塑成型的关键技术进行了阐述,包括运动函数的建立和成型时间的预测。基于Polyflow软件平台,以冰箱门体内胆吸塑模为例,通过对吸塑模成型过程的分析,对吸塑成型工艺过程进行了数值模拟分析。模拟结果表明:在整个真空吸塑成型过程中,吹泡时间的长短是控制制件成型质量的关键。吹泡时间过短会导致制件厚度局部变薄不均匀;而吹泡时间过长,则会出现局部折皱和折叠。结合数值模拟技术和运动函数,实现了吸塑成型工艺参数的优化。     

基于主成分分析法与模糊算法的芯片固化温度建模方法

芯片成型过程中温度的实际分布往往对芯片质量具有决定性作用，而其过程中的温度场分布呈明显的空间和时间分布，并且存在很强的非线性动态特性，这些因素严重影响着传统机理模型对芯片固化温度建模与预测的准确性。此外，工业互联网在分布参数过程中的应用提高了数据采集的效率和质量，为分布参数过程的数据建模提供了基础。针对上述情况，提出了一种基于温度的低维温度模型，实现对芯片固化成型过程中温度的非线性时间和空间动态分布的有效建模。首先，利用核化的主成分分析法（PrincipalComponent Analysis,PCA）对非线性空间特征进行全局处理，在最小化信息损失的前提下，将无限维的空间动态分布转化为有限维的空间基函数。在此基础上，通过将系统的时空数据在空间基函数（SpatialBasisFunction,SBF）上投影，得到表征系统非线性时间动态的时间序列；并充分考虑模糊算法在非线性建模方法的优势，建立了基于模糊算法的非线性时间模型。然后，将所获得的空间基函数与非线性模糊模型结合起来，得到了最终的低维温度场时空模型，实现了对芯片成型过程中温度场空间分布和非线性时间动态的有效重构。最后，通过晶圆快速热...     

美开发PE泡沫制件滚塑成型新方法

美国犹他州奥勒姆市的MityFenceSystems最近开发出一种新技术，适合用滚塑成型工艺制造由泡沫或固体层组成的聚乙烯制件，据称该方法简单易行、可实现全自动化操作，而且节约成本，并可成型更薄的泡沫层结构滚塑制件，不残留瑕疵在部件上。     

基于ANSYS的玻璃模压成型有限元分析

通过对模压成型的工艺过程进行分析,利用有限元软件ANSYS建立透镜的有限元模型,选择五单元广义Maxwell模型作为粘弹性模型,划分网格,设定热边界条件,进行模压成型的加热和加压过程的有限元仿真分析。通过仿真,重点研究了最小加热时间和压力的影响,以期对今后模压成型工艺的参数优化具有指导作用。     

基于FDM的低熔点金属牙模制备方法研究

对熔融沉积成形过程中丝材的受力情况进行了分析,分别建立了丝材进给力和挤出阻力数学模型以及有温度场影响情况下的力学模型;通过ANSYS Workbench软件对喷头温度场分布情况和挤出阻力进行有限元分析与计算,并对一定打印温度下的进给力和挤出阻力进行计算比较,得出在230℃~240℃范围内满足打印条件的结论。通过熔融沉积成型技术以低熔点金属材料制备具有一定精度的牙模,通过不同打印温度和不同分层厚度的制备实验发现:在240℃时初始层成型质量较好,同时分层厚度越小得到的牙模越精细。考虑到成型时间和成型质量,最终选择打印温度240℃、分层厚度0.2mm作为牙模制备的参数设置。     

面向FDM筒形件尺寸收缩特性的数值模拟研究

针对筒形件在熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)过程中产生的尺寸收缩问题,建立了筒形件成型过程的有限元模型,基于"生死单元技术"编写了成型过程的温度场、应力场仿真分析命令流,对筒形件熔融沉积成型过程进行了热力耦合数值模拟,探讨了3D打印及冷却过程中筒形件的尺寸收缩机理.结果表明,筒形件在径向的温度梯度分布很不均匀,且等效应力较大;而轴向的温度梯度分布较为均匀,等效应力较径向小.径向和轴向温度梯度的差异导致筒形件在径向收缩大、轴向变形小.     

铁基材料熔池温度场计算及对送粉速度的影响

采用激光熔覆快速成形制造过程中多管同轴送粉的金属3D打印机,研究小功率熔融増材制造过程中的熔池温度场;采用镜像热源函数法对点热源持续移动加热的温度场公式进行理论推导,并仿真绘制温度场图形;通过红外热成像技术实际验证,证明了烧结过程中温度场特性与理论相吻合。系统分析温度场对送粉速度的影响,以铁基合金粉末制作齿轮为例进行单层制造实验,通过制造温度场的变化计算分析,结果表明:光斑能量在激光器焦距位置时温度场最稳定,能获得较好喷粉量;送粉速度趋于一定值0.1r/min时,成形效果最好。     

基于ANSYS的生物质餐具成型模具热分析及优化

针对植物纤维淀粉餐具的成型模具在加热过程中,由于加热板引起的模具温度不均问题,应用pro/e建立成型模具有限元热分析模型,采用ANSYS对成型模具的温度场分布进行分析.在热分析基础上,以成型模具工作面温度差最小为目标,通过改变加热板有效加热面积,采用迭代法进行优化,为成型模具的设计提供了理论基础.     

FDM快速成型精度及其影响因素分析

主要根据FDM熔融堆积成型的工艺过程,分析了产品从预处理到成型过程再到后处理的主要误差及影响因素,为FDM成型工艺的优化及成型精度的提高提供了有效依据。     

基于试验的SLS成型预热温度场研究

预热是选区激光烧结成型工艺的重要部分.结合试验,得到了同一水平面上的烧结密度变化规律和预热温度与烧结密度的关系,并得到了粉床表面预热温度场.结果表明,预热温度在成型缸内部区域较良好,而在靠近缸壁的区域较低.这可用于指导工艺参数的调整.SLS预热稳态温度场进行研究,这对于提高烧结件性能、减少翘曲变形具有重要意义,同时对提高加热的均匀性和零件的成型精度也具有重要意义.