水辅助注塑技术研究进展

水辅助注塑是在气体辅助注塑基础上发展起来的一种成型中空制品的新技术,综述了水辅助注塑中熔体的流动行为、工艺参数对制品残留壁厚及穿透长度的影响、制品微观形态及力学性能和数值模拟技术的最新进展,最后对水辅助注塑技术研究前景进行展望。     

微层共挤出过程层叠单元流道三维流场分析

采用Cross-WLF本构方程,建立了层叠单元流道短纤维填充聚合物注塑成型充填阶段三维黏弹数值模型,运用有限元法,对聚合物熔体在层叠单元流道中注塑流动过程进行数值模拟。研究了层叠单元流道中聚合物熔体的流动过程、剪切场分布以及微层剪切流场对短纤维填料的取向作用。结果表明:分流道结构的微小差异会引起聚合物熔体流动波前的不一致,但最终趋于平稳流动状态;聚合物熔体进入扭转、展宽、变薄的区域时,由于流道结构和尺寸突变,剪切速率急剧增大,影响了流动的稳定性;层叠单元流道的结构设计有利于聚合物熔体中短纤维的取向。     

基于CAE技术的医用SEBS注塑成型收缩率的模拟计算

采用Moldflow软件对医用SEBS制品的成型过程进行仿真实验,以体积收缩率为评价指标,研究了工艺参数的改变对制品收缩率的影响。并通过圆柱形试样注塑成型实验,验证模拟了实验中工艺参数对收缩变形规律的影响。结果表明,熔体温度和保压压力的变化对塑件体积收缩率的影响较为显著;通过圆柱形试样的模拟及实验验证,得出了医用瓶塞注塑成型模拟实验的结果具有一定的参考价值,并确定了医用瓶塞的最佳工艺方案组合:熔体温度180℃,注射压力25 Mpa,保压压力20 Mpa,模具温度20℃,保压时间16 s。最小收缩率为1.76%,小于其他工艺条件下的收缩率,说明注塑工艺对SEBS制品的收缩变形具有较大影响。     

三维机织复合材料机匣RTM成型仿真分析

在复合材料液体成型工艺过程中,通过计算机软件对成型工艺进行模拟研究,有助于优化模具设计和工艺参数。相较于将传统的二维织物,树脂在三维增强预制体中的流动更复杂,特别对于大尺寸、大曲率结构件,工艺仿真模拟则十分重要。通过计算机辅助模拟可以预测复合材料液体成型工艺过程中树脂的流动时间以及流动形式,进而指导工艺中的流道设计。针对三维机织复合材料机匣结构件的工艺参数对RTM成型过程进行了模拟和分析。根据模拟结果选择合理的注塑方式和工艺参数,以支撑三维机织复合材料机匣的模具设计和成型工艺参数优化。     

注塑成型组合型腔数值模拟与工艺优化

对某游戏机组合装配件进行了结构工艺分析,结合Moldflow最佳浇口位置分析结果,确定了模具浇口位置,设计了浇注系统与冷却系统。建立了模流分析有限元模型,利用Moldflow进行了塑件组合型腔成型过程数值模拟分析。结果表明,组合型腔采用平衡流道系统结构,存在熔体充填不平衡的问题,对成型参数熔体温度、流动速率、保压压力等进行优化,实现了组合型腔的平衡充填。熔体温度为260℃时可以明显降低塑料熔体在型腔中的流动速度,进而优化型腔的平衡充填。并结合试模,获得了合理的注塑成型工艺参数。     

基于CAE技术对注塑制品流动模拟及缺陷分析

注塑成型工艺过程极其复杂且对制品质量有重要的影响,获得优化的工艺参数是改善制品质量的关键.文章以电话机面板外壳的成型工艺为研究对象,利用CAE技术对产品的注塑成型过程进行了模拟和分析.通过分析结果来确定制品注塑成型中的浇口位置,选择出填充均匀、熔接痕不明显和气穴位置集中的成型工艺.在此基础上,分析了注塑成型过程可能出现的缺陷,探讨了合理确定注塑成型工艺参数的途径.     

工艺参数对注塑制品沉降斑影响的敏感性分析与优化

以电子词典下盖为例,运用数值模拟技术,通过Moldflow流动分析,对注塑工艺参数影响ABS制品沉降斑进行了敏感性分析。引入敏感度因子来衡量各项工艺参数的独立作用对沉降斑的敏感程度,从而确定影响制品沉降斑的主次因素。结果表明,保压压力、熔体温度和注射时间是影响ABS制品沉降斑的主要工艺参数,而模具温度和保压时间为次要参数。根据参数水平影响趋势图,分析得出最优组合方案,并对该方案进行了模拟验证。     

挤出流道在UHMWPE挤出过程中的优化分析

在超高分子量聚乙烯柱塞式挤出成型过程中,运用Polyflow软件对挤出流道内熔体流动进行模拟分析,研究了不同几何尺寸流道对熔体的压力场及剪切速率场的影响。结果表明:在挤出流道内,熔体压力降和剪切速率随着缓冲段横截面尺寸和过渡段坡度的减小而减小。因此,设计针对超高分子量聚乙烯在柱塞式挤出过程中的挤出流道时,为了能够减低能耗、增加制品表面质量,应尽量减小缓冲段横截面尺寸和过渡段坡度。     

夹芯注塑成型过程的计算机可视化模拟分析--材料粘度与工艺参数对芯层分布及均匀性的影响

为了了解夹芯注塑的成型过程、探悉其成型机理，采用Moldflow公司MPI软件中的Co-injection分析模块，对夹芯注塑成型过程进行动态模拟分析，揭示材料粘度以及工艺参数对夹芯注塑成型过程中芯层分布均匀性的影响规律。结果表明，芯层物料分布均匀性随芯／壳层熔体粘度比R值的减小而提高，这主要与芯层和壳层熔体的相对流动能力有关。此外，在工艺参数中，改变熔体注射速度对芯层物料分布均匀性的影响较为突出，而模温和熔体温度对芯层物料分布均匀性的影响却相对较弱。     

夹芯注塑成型过程的计算机可视化模拟分析--材料粘度与工艺参数对芯层熔体穿透深度的影响

采用Moldflow公司MPI软件中的Co-injection分析模块，对夹芯注塑成型过程进行动态模拟分析；以揭示材料粘度以及工艺参数对夹芯注塑成型过程中芯层熔体穿透深度的影响规律。结果发现，芯层熔体穿透深度值随芯／壳层熔体粘度比R值的减小而增大，这主要与芯层和壳层熔体的相对流动能力有关；此外，在工艺参数中，改变熔体注射速度对芯层熔体穿透深度的影响较为突出，而模温和熔体温度对芯层熔体穿透深度的影响相对较弱。     

注塑工艺参数优化研究现状及发展趋势

在注塑成型工艺过程中,除了模具设计和塑料特性,注塑工艺参数也是影响成型塑料制品质量的重要因素。通过合理设置注塑工艺参数,使得塑料熔体在模腔中有着最佳的流动状态,不仅可以改善塑料制品质量,而且能提高生产效率和减少生产成本。对近年来注塑工艺参数优化的研究方法进行介绍,提出今后注塑工艺参数优化的发展趋势。     

注塑成型过程中的多元回归分析

描述了注塑成型过程,当注塑机与模具确定之后,注塑工艺参数对成型制品几何尺寸和性能的影响,并从统计过程控制(SPC)的观点,对其相关关系进行判别,运用多元线性回归的方法对其关系进行量化,建立回归模型,并运用方差分析、残差分析对所建立的回归方程进行检验.通过定量分析注塑过程参数与成型制品质量之间的内在联系,分析注塑工艺参数对制品质量特性贡献的大小,实现注塑工艺参数的优化控制,从而达到对制品质量的可靠预测和控制,为注塑成型过程分析提出了一条新思路.     

成型工艺参数对MBS、PP注塑件收缩率的影响

运用Taguchi技术研究了成型工艺参数对甲基丙烯酸甲酯-丁二烯一苯乙烯共聚物(MBS)和聚丙烯(PP)注塑制品收缩率的影响,并获得优化的成型工艺参数以使制品的收缩率最小.以碱性蓄电池壳为例,利用L9(34)正交矩阵进行实验,研究对比了成型工艺参数对制品收缩率的影响程度.结果表明,所选成型工艺参数中冷却时间和注射时间对MBS制品的收缩率影响较大.熔体温度和冷却时间对PP制品的收缩率影响较大.     

PVC–U管材挤出机头流道优化设计

为提高管材挤出机头的加工性能,加强机头流道的塑化作用,以挤出机头中直通式管材挤出机头作为研究对象,建立其挤出加工过程的数学模型,利用ANSYS Fluent软件对管材挤出机头流道的流动过程进行模拟研究,用CFD-post对模拟结果进行分析,并根据模拟结果对管材挤出机头流道的结构进行优化设计。模拟结果表明:优化后的管材挤出机头流道增加了熔体的流动速度,减少了熔体在机头流道内的停留时间,提高了流动性能;并降低了压缩段末端的压力降,提高了成型段上的压力降,增强了熔体的塑化性能,使制品变得更加紧密。     

基于CAE和DOE的注塑成型工艺多目标优化研究

结合注塑模拟分析软件Moldflow和正交试验法,对不同工艺条件下的塑件成型过程进行模拟分析,确定塑件制品品质评价指标为制品体积收缩率、表面缩痕指数和最大翘曲量,运用模糊数学中的综合评判法,建立主要成型工艺影响因素的多指标综合评价数学模型;通过对综合目标值的极差分析,确定熔体温度、模具温度、注射时间、保压压力、保压时间等工艺参数对综合目标值的影响程度的大小,绘制因素水平影响趋势图,分析得出最优的工艺参数组合方案,并对该工艺组合方案进行模拟验证。     

基于遗传算法的注塑成型工艺参数优化

以某杯形塑件为例,设计了随形冷却水道模具。在Moldflow软件模拟注塑成型过程的基础上,利用正交试验法分析了熔体温度、注射压力、保压压力和保压时间等工艺参数对制品成型周期的影响。通过遗传算法和Moldflow获得的最佳注塑工艺参数为熔体温度180℃,注射压力22 MPa,保压压力16 MPa,保压时间8 s,成型周期14. 11 s。在最佳工艺参数组合下进行注塑成型试验,平均注塑成型周期为14. 19 s。结果表明,模拟结果和试验结果之间相接近。将数值模拟和遗传算法相结合,可以有效提高运算速度和优化效率。     

注塑成型制品取向的研究分析

从取向应力产生机理、熔体充模流动过程、流动与取向的关系着手,分析取向对注塑制品物理机械性能的影响。同时,指出各工艺参数对取向的影响程度。改善工艺条件或优化模具设计减小取向应力,使制品截面上的取向应力均匀化,对提高注塑制品质量有着重要意义。     

VARI液体成型复合材料机盖的数值模拟及工艺验证

针对复合材料机盖结构件进行了真空灌注(VARI)成型模拟,研究了不同注胶方案对注射时间的影响,以及导流网铺放和流道设计对树脂流动前锋和注胶过程的影响,优选出合理的注胶方式、导流网布局和流道设计,并进行工艺试验验证。结果表明,仿真模拟的树脂流动前锋与实际树脂的流动前锋趋势一致,而且均能将制件灌注完全,经检测满足成型制品性能要求,验证了工艺设计的合理性和模拟分析的有效性。     

工艺参数对输液瓶瓶坯注塑性能的影响分析

基于传热学和塑料加工流变学理论,建立熔体在模具型腔中流动的数学模型,对聚丙烯(PP)250 mL输液瓶瓶坯注塑工艺参数对注塑成型性能的影响规律进行了研究。根据正交试验原理,建立由熔体温度、保压压力、模具温度和保压时间等工艺参数共同作用的正交试验,利用Moldflow软件对输液瓶瓶坯的成型过程进行流动模拟,并通过极差分析法和方差分析法获得了最优工艺参数组合。并在此条件下进行试模检验,得到的瓶坯品质合格,尺寸满足公差要求。     

基于Moldex3D的嵌件注射成型浇注系统优化分析

利用Moldex3D软件中嵌件成型模块对热敏性嵌件成型薄壁制品进行分析,针对不同浇注系统得到充模流动模拟和保压过程模拟结果。通过对成型过程熔体压力场和温度场分布结果、熔体流动前沿温度分布结果的对比分析,结合熔接痕等品质缺陷预测结果,最终得出成型稳定性较优的浇注系统设计方案。