注塑成型制品结晶取向数值模拟

注塑成型时非等温、非稳态的流动过程,使聚合物各部分经历不同的热历史和力历史,产生多样的晶体和取向结构。通过黏性流体力学基本方程,计算注塑流体的温度场和速度场,根据Avrami方程和晶体成核速率与第一法向应力差的关系模型模拟剪切流场对聚合物结晶动力学的加速作用,结合熔体结晶度的发展模拟制品不同位置沿厚度方向的取向。指出剪切速率较大的近模壁处呈现高度取向层,在中心层剪切速率低、取向因子小,呈现自由取向。     

蒸汽加热变模温注射成型数值模拟与结果分析

采用Moldflow软件对变模温注射成型过程进行数值模拟。利用蒸汽加热和冷却水冷却的变模温注塑工艺,研究不同蒸汽加热时间下注塑位置处压力以及制件冷凝层的变化规律,同时分析了制件表面和模具型腔表面的热响应规律。结果表明,相比于传统注射成型工艺过程,变模温注射成型通过提高注塑充填过程中模具温度,使得制件冷凝层出现在充填阶段之后;随着模具加热时间从10、15、25 s增加到40 s,注塑位置处最大注射压力从87.0608、84.6064、79.6863 MPa减小到74.4342 MPa,大大提高了熔体注塑充填过程中的充填能力;通过不同的蒸汽加热时间,制件表面和模具型腔表面可以获得不同的温度值,同时通过模拟获得了传热系数对制件表面温度的影响。     

接插件精密注射成型工艺参数的优化研究

以精密注射成型聚酰胺66(PA66)/玻璃纤维(GF)接插件为例,采用正交试验和CAE模拟相结合的方法,对影响精密注塑制件收缩率的主要工艺参数进行优化,得到最佳工艺参数组合,并根据PA66/GF的P-V-T曲线,对注射成型的保压阶段进行优化设计,进一步改善了制件的成型收缩率,有效解决实际生产中靠经验确定参数所带来的产品质量不稳定的问题,提高了生产效率和制件质量.     

聚丙烯材料收缩率影响因素研究

制备了聚丙烯(PP)和改性聚丙烯材料(PP+EPDM-TD10)不同厚度的大尺寸收缩率试样,利用熔体流动速率仪、示差扫描量热仪和大尺寸收缩率检具分别分析了材料结晶度、流动性、热存放条件及制件壁厚对材料成型收缩率的影响.结果表明:PP材料结晶度越高,纵向(MD)和横向(TD)的成型收缩率均越大.同一注塑工艺情况下,流动性...     

基于不同材料特性的水辅注塑模拟

基于广义非牛顿流体本构方程,采用有限体积法,对不同类型材料(结晶型材料PE和非结晶型材料HIPS、ABS)的短射法水辅注塑成型进行了数值模拟研究。研究发现,结晶型材料PE因结晶导致的体积收缩性,使其水辅注塑制件的水穿透长度比其它两种非结晶材料更长。当冷却时间过长时,结晶型材料PE因结晶导致的内应力增加,使其水辅注塑制件的水穿透长度比其他两种非结晶材料更短。这3种材料在注水延迟时间或注射量增加的情况下,均不利于水穿透长度的增加。另外,结晶型材料PE比非结晶型材料HIPS和ABS更容易发生二次穿透现象,且当熔体经过一定时间冷却,黏度提高时,更容易发生该现象。     

微型注塑PP/PA6共混物的形貌及结晶行为研究

对不同含量的聚酰胺6(PA6)在微型注塑中对聚丙烯(PP)形态结构和结晶行为的影响,以及PA6的相形态进行了详细研究。偏光显微镜(PLM)结果表明,微型制品中存在明显的"皮-芯"结构。扫面电镜(SEM)结果表明,PA6在PP中形成了良好的纤维,并且PA6的加入会使中心层的球晶尺寸变小,剪切层的柱晶结构更加细化。DSC和WAXD结果也同时表明了微型注塑中的剪切力和温度场能够促进β晶的生成,然而PA6的加入会降低β晶的含量。     

选择性激光烧结与注塑成型尼龙6制件性能研究

以经工艺优化后力学性能最佳的SLS成型件与注塑成型件作为研究对象,分析两种成型制件在表面形貌、结晶形态和热力学性能上的差异。结果表明:与SLS成型件相比,注塑成型件具有更低的表面粗糙度和更致密的微观结构;SLS制件结晶形态与原始PA6粉末相似为α态,而注塑成型件结晶形态为γ态;差示扫描量热与热重分析表明,两种成型方法对PA6制件热学性能影响较小;此外,SLS成型制件的抗拉强度比注塑成型制件高39.79%,但其断裂伸长率和断裂能仅为4.73%和1.46 MJ/mm~3,远低于注塑成型的48.12%和15.12 MJ/mm~3。     

基于MoldFlow的汽车水室注塑模冷却管道布局优化

汽车水室从结构上分析,长度尺寸远大于宽度和高度尺寸,属于长条状注塑制品,且采用的是收缩率较大、尺寸稳定性较差的PA材料进行注塑成型。在注塑成型过程中,由于制品外部分布有多个不同特征,形状复杂,各部分之间温差较大,易出现局部集热和翘曲变形等问题。根据产品结构特点设计了单层回路和多层回路两种管道布局方案,并在侧面滑块抽芯处安装隔水片进行冷却。通过使用MoldFlow软件分别对单层和多层冷却管道回路布局方案进行模拟和分析,结果表明,多层回路冷却管道布局显著提高了模具的冷却效率和温度分布的均匀性,减少了制品的翘曲变形值。     

水辅助注塑尼龙6制品的结晶行为研究

利用差示扫描量热法(DSC)对水辅助注塑尼龙6(PA6)制品靠近注水喷嘴(P1)位置和远离注水喷嘴(P2)位置的表层、中芯层和水道层的结晶行为进行了研究,并初步探讨了高压水对PA6制品结晶行为的影响。结果表明:对于P1和P2位置,表层与水道层的结晶度均低于中芯层的结晶度;P1位置表层与水道层结晶度均低于P2位置同层的结晶度;P1位置中芯层结晶度高于P2位置中芯层的结晶度;高压水的冷却作用会降低水道层熔体的结晶度并促使水道层形成较小的晶体。     

蛭石/PA46复合成核剂对PA66性能的影响

通过熔融共混法制备了尼龙(PA)66/蛭石/PA46复合材料,透射电镜(TEM)观察表明,蛭石以纳米尺寸均匀分散于PA66基体中。用差示扫描量热(DSC)分析仪和正交偏光显微镜(PLM)研究了复合材料的结晶行为和结晶形态,结果表明,蛭石/PA46是PA66有效的复合成核剂,其可使PA66的结晶温度升高约20℃,非等温结晶峰半高宽和过冷度均为原来的50%左右,半结晶时间缩短,结晶速率大幅提高,并使PA66的球晶尺寸明显细化和均匀。力学性能测试表明,PA66/蛭石/PA46复合材料的强度和韧性均得到改善。蛭石/PA46的加入缩短了PA66的注射成型周期,复合材料的注射成型速率比纯PA66提高了30%。流变行为研究表明,蛭石/PA46使PA66在高剪切速率下的黏度下降较快,非牛顿指数降低,黏流活化能降低,使PA66对温度的敏感性降低。     

注塑参数对聚碳酸酯成型收缩率的影响研究

研究了注塑参数对聚碳酸酯(PC)成型收缩率的影响，从理论上探讨了注塑参数—制品结构—收缩率之间的关系。试验结果表明，对PC成型收缩率影响最大的注塑参数是料温，其次是模具温度、注塑压力和注射速率，而保压时间、冷却时间、预塑速率在实验范围内对PC成型收缩率影响较小。     

聚丙烯共注射成型柱晶形成判据研究

以等规聚丙烯为原料,改变共注射成型中芯层熔体的注射速度,可获得不同工艺成型的试样,对试样进行结晶形貌观测,结合数值分析获得温度场、速度场、剪切力场,从能量变化角度,建立了共注射成型过程中柱晶形成的判据。结果表明,共注射成型制品存在模具—壳层、壳—芯层2个明显的剪切区,剪切处成型冷却过程中,易形成柱状晶体;对于板状共注塑试样,根据判据公式,其量化的柱晶形成条件为［170, 222］、［252, 458］。     

车用聚丙烯复合材料结晶行为研究

以聚丙烯为基体,滑石粉、乙烯/辛烯共聚物为添加成分,制备了聚丙烯复合材料。采用广角X射线衍射表征了复合材料注塑样板皮层和芯层,以及注塑样板不同区域表层的结晶行为。结果表明:聚丙烯复合材料注塑样板皮层具有显著的b轴结晶取向趋势;复合材料注塑样板芯层的b轴结晶取向趋势较弱;注塑样板正中位置表层b轴结晶取向趋势最明显。     

PA成型收缩率与注射工艺条件的关系

分析了注塑制品的收缩机理及收缩过程，并讨论了聚酰胺（PA）注射成型过程中模腔平均压力、熔体温度、模温、充模速率、成型时间等工艺条件对其收缩率的影响及制品后收缩率的因素，给出了减小制品收缩率，提高制品尺寸稳定性的方法。     

PA成型收缩率与注射工艺条件的关系

分析了注塑制品的收缩机理及收缩过程，并讨论了聚酰胺（PA）注射成型过程中模腔平均压力、熔体温度、模温、充模速率、成型时间等工艺条件对其收缩率的影响及制品后收缩率的因素，给出了减小制品收缩率，提高制品尺寸稳定性的方法。     

超声振动场对玻纤增强型PBT薄壁塑件成型性能的影响

以一般注塑条件下发生严重短射的薄壁制件为成型目标,利用自主研发的超声辅助薄壁注塑成型装置,研究了超声振动场对玻纤(含量30%)增强型聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)充填性能及成型制件性能的影响。结果表明:超声辅助薄壁注塑成型技术能够改善成型制件的充填质量,超声振动场能够影响制件芯层玻纤取向。另外,由该技术得到的成型制件的熔点比传统注塑成型制件有所升高。     

型芯快速可换的多功能样条模具设计

为了解决现有塑料样条实验模具采用固定型芯且模座和型芯不能重复利用的缺陷,设计了一种型芯快速可换的多功能一体化样条实验模具,以生产不同式样的塑料实验样条。结果表明,通过不同型芯上的顶杆通孔位置不变来适应不同样条的顶出需求,只需替换型芯而不拆卸模具即可成型各种样条,例如拉伸、冲击、弯曲、阻燃、色板、导热片、平板等。运用Moldflow软件模拟样条成型过程来验证注塑成型的可行性,并通过实验验证了该多功能一体化样条注塑模具的可行性。     

顺序共注射成型工艺参数对iPP制品柱晶生成的影响

采用偏光显微镜观察共注射成型制备的等规聚丙烯夹芯制品不同位置处的微观形貌,特别是不同成型工艺条件下复杂温度场和剪切场形成的柱状晶体结构。研究了芯层注射速度、芯层注射温度和延迟时间对选定位置(迟滞线位置处,芯层熔体流动前沿处)柱晶生成数量的影响。结果表明,芯层注射温度为190℃和延迟时间为5 s有利于柱晶的生成,芯层注射速度为20 mm/s时,迟滞线位置处柱晶的数量最多,而芯层熔体流动前沿位置处柱晶数量最少。     

长玻纤增强聚丙烯极薄注塑试样的结构与性能研究

采用一套型腔尺寸为200 mm×50 mm×1.5 mm的薄壁样片注塑模对40%填充量的长纤维增强聚丙烯树脂(LGFPP)进行了充填试验。研究了在完全充填的条件下注塑成型制品不同位置的纤维含量、长度分布、取向情况以及对其力学性能的影响。结果表明,在成型压力和树脂所受到的剪切速率都要高于常规方法的薄壁注射成型过程中,纤维的长度损失很大;在整个试样中部稳定流动区域的纤维平均长度最长;纤维含量呈现浇口远端最高,浇口处最低的特点;纤维的取向呈现剪切层高,芯层较低的特点;纤维在基体中的含量及取向的综合效应对力学性能有显著影响。     

材料种类对夹芯注射制品残余应力的影响

采用Moldflow公司MPI软件中的Co-injection分析模块,对夹芯注射成型过程进行动态模拟分析；揭示不同材料种类组合对夹芯注射成型过程中残余应力的影响规律。结果发现,夹芯注射体系中两种物料相容性的好坏对芯/壳层界面处残余应力的分布有较大影响,芯层为结晶型材料时会导致残余应力有较大的跃迁。