注射成型参数对微结构阵列导光板翘曲量的影响

为研究不同的工艺参数对微结构阵列导光板翘曲变形的影响,以微结构阵列导光板的翘曲量为质量目标,利用MoldFlow MPI5,仿真研究了不同工艺参数下,尺寸规格为11 mm×3 mm×0.8 mm导光板的翘曲变形。采用正交实验法找出影响微结构阵列导光板翘曲变形最小参数组合,然后采用单因素法仿真研究不同工艺参数对微结构阵列导光板翘曲变形的影响。结果表明,保压压力对微结构阵列导光板翘曲变形的贡献率最大(60.19％),其次是注射时间(13.13％),成型工艺参数对微结构阵列导光板翘曲量的影响顺序为:保压压力>注射时间>保压时间>熔体温度>冷却时间。结果表明,在微结构阵列导光板注射成型阶段,就应考虑不同工艺参数对微结构导光板注射成型翘曲变形的影响,并优先考虑保压压力的设置,以减少微结构阵列导光板微注射成型的翘曲量。     

微注射成型中聚合物熔融塑化技术

阐述了聚合物熔融塑化技术在微注射成型中的重要性,比较、分析了当前出现的柱塞式塑化、螺杆式塑化、电磁动态塑化及超声塑化等4种聚合物的熔融塑化方式,展望了未来微注射成型中聚合物熔融塑化技术的发展趋势。     

高宽比效应对厚壁复合材料固化过程的影响:Ⅰ.数值模拟(英文)

纤维增强聚合物基复合材料(FRP)面临制造厚度为10mm以上的零件的技术挑战。这是因为零件体积与表面积比的增大以及纤维与树脂的较低的热导率,使得树脂固化过程中产生的大量的热量无法及时散去。随着零件的厚度增加,树脂温度会因为反应热的增加而超过其降解温度。因而,本文着眼于厚壁复合材料零件的高宽比效应对单组分树脂系统RTM6在制造商推荐的固化周期(MRCC)下的最大成型厚度及其固化模式的影响。RTM6是特别为航空业树脂传递塑模(RTM)工艺开发的树脂系统。首先通过差示扫描量热仪(DSC)和参数拟合确定RTM6的固化动力学参数,然后采用有限元法进行模拟分析零件最大成型厚度和固化前沿的扩展过程并与文献结果相比较。结果表明,高宽比对厚壁复合材料零件的最大成型厚度和固化前沿扩展模式均有显著影响。零件最大成型厚度与文献结果的吻合度误差范围为1～7%。相同零件厚度下,随着高宽比的增加,会产生胶凝顺序由外至内和由内至外两种截然相反的固化前沿扩展模式。通过用户自定义固化周期(UDCC),可以实现将固化前沿扩展模式由外至内优化为由内至外。综上所述,纤维增强厚壁复合材料零件设计制造过程中,零件的高宽比是一个必须考虑的重要因素。     

环形对苯二甲酸丁二醇酯与催化剂混合体系的流变性能

利用高温旋转黏度计,采用梯度降温的方法,研究CBT(环形对苯二甲酸丁二醇酯)树脂与CBT/催化剂混合体系在特定条件下的流变性能。结果表明:采用梯度降温方法可准确获得CBT纯树脂的真实表观黏度。CBT树脂的表观黏度随温度的降低而升高,随转速的加快而降低,在170~180℃下呈现出明显的剪切变稀现象。CBT/催化剂混合体系的反应速率随催化剂浓度的增加而加快。相同浓度下,锡含量较高的CBT/T9体系相对CBT/DBTL体系反应速率更快。较高的温度使催化剂的挥发程度加剧,结晶速率变慢,导致CBT/催化剂混合体系的反应速率随温度升高而变慢。最后研究了催化剂种类、浓度和成型温度对成型窗口时间的影响。     

HDPE微注射成型过程非等温动态结晶模拟

采用布拉本德实验仪模拟微注射成型过程，研究结晶型聚合物微注射成型过程的剪切诱导结晶。结果表明，其他工艺参数不变时，当班伯里转子转速从40r／min增加到80r／min，试样的结晶度从74．43％增大到84．36％，结晶度随着剪切速率的增加而增大，剪切速率促进剪切诱导结晶的形成；当熔体初始温度从145℃升至185℃时，试样结晶度从74．96%增大到79．43％，结晶度随着熔体初始温度的上升而增大；当剪切时间从10min增加到20min时，试样结晶度从77．48％增大到80．17％，结晶度随着剪切时间的增加而增大，剪切作用可以促进结晶。比较动态与静态DSC的实验结果，动态结晶度（79．43％）高于静态结晶度（77．48％）。在同样的热历史影响下，剪切等外力场作用会促进HDPE的结晶过程。将上述结晶过程的研究结果应用于微注射成型生产实际，可从结晶度的角度来优化微注射成型熔体温度、注射压力和注射速率等工艺参数，提高成型零件的质量。     

原位注射成型树脂体系SK型静态混合过程数值模拟

针对原位注射成型树脂体系在熔融状态下的在线混合难题,本文依托自主搭建的原位注射成型系统平台,结合仿真和实验研究了一种新型低分子热塑性树脂体系CBT500（环状对苯二甲酸丁二醇脂）/DBTL（二月桂酸二丁基锡）的SK型静态混合过程,运用统计学理论中不均匀系数（COV）对混合质量进行定量表征,得到了SK型静态混合头的混料芯的单元个数、长径比、螺旋角对混合质量的影响机理和规律。结果表明,混合质量随着混料芯单元个数的增加而提高,并且随着单元数的增加,混合质量的提高的效果逐渐变小,当单元数从3提高到10时,不均匀系数由0.9降低至0.05;混料芯单元的长径比越小,达到同样混合质量所通过的混合头长度越短,当长径比由1.5减少为1时,不均匀系数达到0.05所需的混合头长度由116mm减小至80mm;混合物通过同样个数的混料芯时,混料芯单元的长径比增大,有助于提高混合质量;混料芯单元的螺旋角度越大,混合质量越好,通过10个混料芯之后,当螺旋角由120°增加至180°时,不均匀系数从0.05提高为0.08。研究结果为原位注射成型树脂体系的在线混合装置的研制提供了参考依据。     

数值模拟充填工艺参数对微结构零件充填深度的影响

微结构充填深度是具有高纵横比的微结构零件成形成功与否的关键之一.抽象出微结构零件的物理模型,分析影响微结构充填深度的充填工艺参数,分别在不同型腔压力、熔体温度和模具温度条件下,采用Moldflow MPI软件对其物理模型进行充填仿真分析.研究结果表明,模具温度对微结构充填深度影响最大,型腔压力和熔体温度对其影响不很显著.熔体到达型腔末端后还有部分熔体进入微结构,这是由于型腔压力突然剧增的缘故.     

聚合物基复合材料电阻焊接技术研究进展

聚合物基复合材料以其优异的特性在各领域广泛应用,聚合物基复合材料的熔融连接技术一直是研究的重点。本文系统地综述了影响电阻焊接接头质量的加热元件、焊接压力和输入功率等工艺参数和焊接过程的温度分布情况,讨论了热固性聚合物基复合材料电阻焊接的实现及电阻焊接有限元模型的建立,展望了聚合物基复合材料电阻焊接技术未来的研究方向。     

微尺度流道中流体流动前沿的喷泉流动仿真

采用经典G a lerk in有限元法和N ew ton-R aphson迭代法,配合适当的边界条件实现了微流道中牛顿流体和剪切变稀流体前沿喷泉流动的数值仿真。结果表明:两种流体在喷泉流动区域的速度压力分布规律相同,在微尺度条件下流体的本构特性对喷泉流动的形式影响较小,仅是剪切变稀流体的喷泉区域略大于牛顿流体。在微尺度条件下,喷泉效应仍然是一种纯流体动力学现象。表面张力对微流体前沿喷泉流动区域的速度压力分布影响很小,但其在流体前沿自由表面上产生的切向应力使流体前沿的形状产生较大变形,与理想的半圆形相差较远。