微型挤出过程中熔体流变行为的模拟分析

首先介绍了应用于熔融沉积快速成型中的微型挤出喷头的结构特点;随后根据微型螺杆的挤出特性,分别对螺杆段和口模段的熔体流变行为进行模拟分析,从而得出影响熔体流变行为的因素.结果表明,熔体流率受螺杆转速影响较大,压力降主要出现在口模附近,在喷嘴中靠近壁面处存在熔体滞留区.     

塑料熔体微型挤出流变行为及形态演变

重点探讨了熔融沉积成型中基于螺杆式喷头的塑料熔体微型挤出流变行为的研究现状,并从高分子链结构和高分子运动机理出发,简要地分析了熔体经喷嘴的挤出物的形态演变情况,对塑料微型挤出技术的发展趋势进行了展望。     

表面张力对微挤出流场的影响

针对表面张力对微挤出成型流场的影响,利用Polyflow软件进行了微圆管流场的数值模拟,研究了表面张力的尺度效应及熔体表面张力系数和接触角对微挤出流场的影响。结果表明,挤出口模尺寸越小,表面张力对熔体挤出胀大的影响越明显;挤出口模尺寸及熔体法向进口速度不变时,表面张力系数增大,熔体挤出胀大增大,挤出口模内熔体的进出口压强增大,自由表面出口负压增大;随着接触角的增大,熔体挤出胀大减小、挤出口模内熔体的进出口压强减小,自由表面出口负压先增大后减小。     

基于Fluent的3D打印ABS熔体热流模拟分析

喷头内熔体堵塞是熔融沉积成型技术的重要缺陷,造成了产品表面质量不高、精度差等问题。针对典型的熔融沉积快速成型喷头结构,建立了流固两相耦合的热流分析模型。为引入ABS塑料熔体Cross-WLF黏度模型,基于UDF用户定义函数编写材料子程序,采用仿真软件Fluent对流道内熔体的温度场、流动场及压力场进行数值模拟仿真。模拟结果解释了喷头内熔体堵塞的主要原因并提出了解决方案,为喷头的温度控制和热结构优化提供了参考。     

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。     

新型挤出机头及其挤出流动分析

介绍了可安装在现有的通用挤出机上的芯棒旋转式长玻纤维螺旋在线复配塑料管材挤出机头的结构特点和工作机理，并对口模内纤塑熔体的流动进行了理论分析，采用ANSYS软件对口模内熔体的流动进行了模拟。结果表明：熔体的速度分布符合设计要求，即聚合物颗粒塑化熔融后在线混合入一定长度的玻璃纤维后，熔体分子和玻璃纤维沿所挤出圆形管材的管壁螺旋取向。     

FDM成型中异形喷嘴的设计及对成型精度的影响

考虑到常规熔融沉积成型(FDM)打印圆形喷嘴挤出丝材的挤出胀大和挤压变形现象影响到打印精度。设计出内凹四边形异形喷嘴,利用PLOYFLOW软件模拟挤出丝材的形貌变化。实验数据表明,利用改进后的喷嘴打印出的制品成型精度和表面粗糙度均有很大改善。与圆形喷嘴比较,表面粗糙度由73.5μm降到55.6μm,精度提高了24.4%。     

微尺度下塑料微管气辅挤出成型的模拟及分析

在微尺度下,为了保证塑料微管成型的精度,必须考虑熔体的可压缩性对塑料微管成型的影响.针对微尺度下熔体的可压缩性,对塑料微管的双层气垫层气辅挤出成型的过程进行了有限元数值模拟,并且与不可压缩熔体所得到的数值分析的结果进行了对比.对壁厚为1 mm以下的塑料微管的挤出过程中熔体的密度、微管的内半径、熔体的壁厚、温度、X及Y速...     

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。     

L形异型材口模气辅挤出成型过程的计算机数值模拟

以L形异型材聚合物气辅挤出为例,建立了气辅挤出成型过程的理论模型,运用Polyflow软件对挤出成型过程进行了计算机数值模拟研究。结果表明,采用气辅挤出成型通过在口模内壁形成气垫膜层,使熔体在口模内的挤出过程由非滑移黏着剪切挤出转化为完全滑移非黏着剪切挤出,极大降低了口模壁面对挤出熔体的摩擦阻力,熔体的挤出速度趋于一致,剪切速率降低为零,可有效减小挤出胀大现象,应力得到松弛,从而达到简化口模设计,提高挤出制品质量,实现高速精密挤出成型的目的。     

超高摩尔质量聚乙烯薄膜挤出成型有限元模拟

建立了超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)薄膜熔体挤出成型有限元模型,采用鱼尾式机头设计了厚度为1mm、幅度为100 mm的UHMWPE薄膜挤出模具,基于有限元软件Polyflow对挤出流道内熔体的流动开展了有限元模拟,采用不同几何模型分别获得了流道内熔体速度和压力的分布规律。分析了有无阻流块、有无稳流区和不同长度成型区对流动的影响,获得了阻流块高度、稳流区长度、成型区长度对挤出成型的影响规律和影响效果,对UHMWPE薄膜挤出口模设计给出了建议。     

入口速度振动对单管挤出口模熔体流动的影响

研究了塑料挤出过程中入口速度振动对挤出口模内熔体流变性能的影响规律。基于计算机流体力学理论,利用FLOTRAN软件对单管口模成型段熔体流动过程进行数值模拟,分析了振动力场作用下与稳态加工成型中口模成型段熔体压力场、速度场及温度场的分布情况。研究表明,沿熔体流动方向上叠加一个正弦振动的入口速度时,挤出压力、温度是周期性变化的;振动速度的引入可以提高挤出速度、降低挤出压力、加剧黏性生热,同时也能提高口模体积流率,而且随着振动幅值的增大,效果越来越明显。     

气辅挤出成型中挤出物直径的理论预测和实验研究

应用Polyflow软件对粘弹性聚合物熔体在气辅挤出口模内的流动进行了研究,得到了挤出物直径的挤出胀大比方程。模拟结果表明,熔体在滑移段的平均停留时间与材料松弛时间之比同挤出胀大比之间存在指数衰减关系。通过HDPE的气辅挤出成型实验,发现不同螺杆转速及挤出温度下挤出物直径的实验值与计算值达到很好的吻合,该计算方法可用于指导气辅口模设计。     

不同进气角度对片材气辅挤出成型的影响

采用气辅助挤出成型技术,分别以垂直进气和平行进气2种方式进行了片材挤出实验,根据流变学原理建立了片材三维气辅挤出模型,利用有限元方法对0°、15°、30°、45°、60°、90° 6个不同进气角度下熔体在口模内的挤出过程进行了数值模拟。结果发现,改变进气角度对片材挤出制品造成了不同的影响,进气角度为90°时熔体在口模内的变形程度最大,随着进气角度的减小,熔体的变形程度减小;15°~30°的进气角度对聚合物片材气辅挤出成型最有利。     

挤出成型中热塑性聚氨酯弹性体的熔体破裂探讨及应用

采用单螺杆挤出成型的方法制备了表面为鲨鱼皮状的,雾面磨砂的热塑性聚氨酯(TPU)软管。并研究了拉伸比、成型温度、挤出口模平直段长度对形成熔体破裂的影响。并使用显微镜对TPU的外表面进行了观察。研究表明,拉伸比越小、成型温度越低、挤出口模平直段长度越短越容易形成熔体破裂的表面。     

UHMWPE薄膜熔体挤出壁面滑移的研究

在壁面滑移条件下建立了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)鱼尾形流道挤出过程有限元模型,模拟了不同滑移系数对挤出成型过程的影响.由Navier线性滑移定律建立了挤出模具壁面熔体所受剪切应力与熔体滑移速度之间的关系,基于Polyflow软件,采用不同滑移系数对鱼尾形流道中UHMWPE熔体的三维等温流动开展了有限元模拟,...     

塑料挤出口模

在聚合物的挤出中，挤出制品的表面粗糙度是—个难题，它将影响和限制挤出生产线的挤出量。通过选用合适的口模材质，可改进聚合物的流动性和熔体破裂性状。     

U型件的气体辅助挤出成型工艺的数值模拟与实验研究

应用Polyflow软件将气辅挤出成型引入U型件挤出成型过程中,建立了口模?气体?熔体的三相模型,在传热情况下,对口模温度、气体温度对口模内熔体的流动速度、温度及剪切速率等进行数值计算,用origin软件进行分析,通过传统挤出和气体辅助挤出成型对U型件进行挤出成型实验,选用聚丙烯（PP）材料挤出,均能顺利挤出,在达到挤出平衡后,气辅挤出时比传统挤出时更能使试样离膜下垂现象明显减弱。PP/10 %玻璃纤维在传统挤出成型时,有明显的挤出胀大现象,纤维在U型截面的侧壁与底面分布不均匀,在U型件拐角处分层分离现象严重;气辅挤出成型时,可以很好改善挤出胀大和纤维在侧壁与底面分布不均匀的现象,同时在U型件拐角处纤维分层分离的现象也能得到部分缓解。PP/20 %玻璃纤维在气辅挤出成型下挤出的U型件时,U型件壁厚变薄严重,试样中纤维分布比较均匀,拐角处无明显的纤维分层分离现象,但是试样表面有明显的纤维组织,且U型件的开口变形严重。结果表明,气辅挤出成型可以部分的减弱试样挤出后的下垂现象,也可以改善口模内熔体的温度场;传统挤出成型时候,口模内的U型件内外壁温度随着口模的变化而变化,气辅挤出成型时熔体高温区域集中在U型槽截面的中心线位置附近;气辅挤出成型与传统挤出时的剪切速率场分布发生了较大变化,气辅挤出成型时的剪切速率最大值比传统挤出时小很多。     

聚合物熔体挤出畸变的指纹辨识及量化描述

建立信息库对聚合物熔体高速挤出流变行为进行研究。挤出畸变表象十分复杂,大体可分为两大类:表面畸变和整体畸变。表面畸变包括表面粗糙、鲨鱼皮畸变、黏-滑畸变等;整体畸变包括轻微扭曲、整体扭曲、严重扭折等。二者同时发生称熔体破裂。不同拓扑结构聚合物的畸变规律不同,可进行指纹性辨识。     

气体辅助挤出成型的研究进展

简要介绍了气辅挤出成型技术,回顾国内外关于气辅挤出技术在数值模拟及试验方面近十年来取得的研究进展,并概述气辅挤出成型的特点在于降低挤出压力降、挤出胀大比及消除或延缓熔体破裂,因此在精密挤出制品中具有广泛的、潜在的应用.