黏弹特性对模内微装配成型热流固耦合变形的影响

建立了综合考虑二次成型黏弹性熔体充填流动约束环境影响的模内微装配成型过程黏弹性热流固耦合变形机理的理论模型,并通过有限元数值模拟,研究了二次成型熔体黏度对模内微装配成型过程黏弹性热流固耦合变形的影响规律。结果表明,黏弹性热流固耦合作用诱导的预成型微型轴变形的驱动力来源于微装配界面形成的热流固耦合压力和黏性拖曳剪应力,而二次成型熔体流动的弹性正应力对耦合变形具有抑制作用,微装配界面的热流固耦合载荷和微型轴的变形均随着二次充填熔体的黏度增大而增大,减小二次成型熔体黏度有利于提高其微装配加工精度。     

黏弹性热流固耦合作用诱导聚合物变形的机理

模内微装配成型有望成为高效低成本产业化聚合物微型机械制造技术,而如何准确预测和精密控制其二次成型过程的黏弹性热流固耦合变形仍是其工业化的技术瓶颈。基于考虑微装配界面周围高温黏弹性熔体流动环境边界约束作用,建立了描述模内微装配成型黏弹性热流固耦合作用诱导聚合物变形的理论模型。研究表明,黏弹性与纯黏性熔体热流固耦合的本质区别在于熔体的弹性特性能有效抑制微装配界面的热流固耦合作用,使得预成型微型轴的变形和装配界面的热流固耦合载荷均随二次成型熔体松弛时间的延长而减小,且其变形受控于微装配界面所承受的黏弹性热流固耦合压力、黏弹性支撑正应力和黏性拖曳剪切应力,选用高弹性二次成型熔体有利于抑制黏弹性热流固耦合变形,可提高微装配加工精度。