聚合物微流控芯片的注射成型

针对注塑成型微流控芯片过程中出现翘曲变形和微通道复制精度不高等缺陷,采用正交分析法,仿真优化了芯片厚度方向上的翘曲变形;基于翘曲优化结果,实验研究了微注射成型微流控芯片过程中模具温度、熔体温度和注射速度对微通道变形的影响。结果表明,保压时间和保压压力对微流控芯片的翘曲变形影响最大,而模具温度对微通道变形影响最为显著。采用优化的工艺参数,所成型的芯片微通道具有较高的复制度,无明显翘曲变形,可满足使用要求。     

二次注射成型工艺参数对PMMA-PC复合平板翘曲的影响

研究了基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)两种材料的二次注射成型中不同工艺参数,包括保压压力、保压时间、熔体温度、模具温度及注射速率等对PMMA-PC复合平板制件翘曲量的影响。结果表明:随保压压力的增大,翘曲量呈现先减小后增大趋势;保压时间的延长则有利于减少复合平板的翘曲量,增加熔体温度和注射速率会增大复合平板的翘曲量。模具温度的升高会使复合平板的翘曲变形方向朝PMMA侧逐渐增大,模内不对称冷却引起复合平板内部的残余热应力成为翘曲量增大的主要原因,当模具温度为90℃时,复合平板基本无翘曲。所研究的工艺参数中,模具温度和保压时间对复合平板的翘曲影响最为显著。     

微结构塑件注射成型试验研究与缺陷分析

以具有微结构的塑件——微流控芯片为研究对象,利用单因素试验方法研究注射工艺参数对微结构复制不完全和表面缩痕这两种主要成型缺陷的影响并加以分析。结果表明,注射速度和模具温度是影响微结构复制不完全的主要因素,注射压力起次要作用,保压压力影响不明显;影响芯片表面缩痕的主要因素是模具温度和保压压力;保压时间对微结构填充度的影响很小,但却是芯片整体翘曲变形的主要原因。     

考虑壁面滑移和黏度的压力依赖性的纤维增强聚合物薄壁注塑件翘曲三维模拟EI北大核心CSCD

基于三维模型,且同时考虑壁面滑移和黏度的压力依赖性,建立了纤维增强聚合物薄壁注塑件翘曲模拟有限元模型,分析了模型维度、壁面滑移和黏度的压力依赖性对注塑件翘曲模拟的影响,讨论了主要工艺参数对注塑件最大翘曲变形量的影响规律。结果表明,模型维度对注塑件翘曲模拟的影响最大,黏度的压力依赖性次之,壁面滑移最小;注塑件最大翘曲变形量随注射速率、熔体温度和模具温度的升高而增大,随保压压力的升高而减小,且影响最为显著,随保压时间的延长变化不明显。     

注射工艺参数对PC/ABS材料制品收缩与翘曲的影响

将计算机模拟注射成型过程和实验优化设计相结合,提供了一套经济有效便捷的方法对各工艺参数进行定量的统计分析。选用L27(3^13)正交表设计实验,通过研究注射速率来判断流动引起的收缩;计算模具温度、熔体温度、保压压力与保压时间来确定热诱导的收缩;研究浇口尺寸来判断剪切热对PC／ABS塑料制品收缩的影响程度。以洗衣机上盖为例,以Taguchi实验方法为设计准则安排CAE分析,在制品关键部位采集收缩翘曲量,通过对因素与水平进行的方差分析和直观分析,最后得出熔体温度和保压压力对PC／ABS塑料制件的收缩翘曲影响最大。     

注射压缩成型与常规注射成型的模腔压力对比分析

在自主开发的注射压缩模具上安装模腔压力传感器,从工艺角度出发,对常规注射成型和注射压缩成型的模腔压力进行了工艺相关性的对比与分析。结果表明,注射压缩可有效降低注射压力和模腔压力,使模腔压力场更加均匀。常规注射成型中模腔压力受模具温度的影响最大,其次为熔体温度、保压时间和保压压力,而注射压缩成型中压缩速率对模腔压力的影响最大,其次为熔体温度和模具温度,压缩行程最弱。低残余应力与低翘曲变形进一步验证了注射压缩的技术优势和压力场特征,表明了模腔压力具有重要的工艺性能指导作用。     

基于正交试验与BP神经网络-遗传算法的空气净化器外壳注塑工艺参数优化

目的 以某空气净化器外壳为研究对象,进行注塑工艺参数优化,从而提高塑料制品的成型质量。方法 设置4个影响塑料制品成型质量的因素：熔体温度、模具温度、保压压力、保压时间,以最大翘曲值作为衡量塑料制品成型质量的指标,通过Moldflow模流分析软件,基于正交试验及极差分析探究各因素的影响主次顺序;使用BP神经网络表征工艺参数与翘曲变形的非线性映射关系;采用遗传算法寻优获得最佳注塑工艺参数组合与翘曲变形量,并将所得参数组合用于实际生产指导。结果 经极差分析,保压压力对塑料制品质量的影响最为显著,其次分别为模具温度、保压时间、熔体温度。经BP神经网络预测与遗传算法寻优,发现当熔体温度为229.5℃、模具温度为77.9℃、保压压力为84.4 MPa、保压时间为6.5 s时,可以使注塑件达到最优质量,预测的最小翘曲值为2.94 mm,此工艺参数组合下的仿真计算翘曲值为2.91 mm,二者吻合程度较高。将优化后的工艺参数组合用于实际生产指导,获得了质量良好的注塑产品。结论 所提出的方法对产品注塑的成型及优化有良好的工程应用价值。     

基于DOE和RSM的轴流风扇叶片成型精度分析与优化

轴流风扇通常采用注塑工艺制造,其翘曲变形缺陷影响精度,导致风扇的叶珊结构变化,进而影响动力、噪声、动平衡等方面性能。以一种平直翼型轴流风扇为研究目标,采用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料为注塑原料,对扇叶的注塑成型过程进行模拟仿真,利用田口实验(DOE)分析工艺参数对翘曲变形的影响,确定了各工艺参数对扇叶结构的影响权重,得出模具表面温度、熔体温度、注射时间、保压压力为主要影响因素;另外,采用响应曲面法(RSM)实验设计确定最佳工艺组合,将最大Z方向翘曲量从0.197 0 mm降低到0.108 1 mm,平均Z方向翘曲量从0.104 0 mm降低到0.035 9 mm,分别优化了0.088 9 mm和0.068 1 mm。     

汽车后视镜壳体多级注射成型技术研究

目的 研究多级注射成型技术对汽车后视镜壳体成型收缩率的影响。方法 利用SPSS软件进行八因素四水平的正交试验设计并进行生产试验,研究熔体温度、保压压力、保压时间、一级注射速率、二级注射速率、三级注射速率、四级注射速率、五级注射速率等8个因素对壳体成型收缩率的影响。结果 一级注射速率对收缩率的影响最大,其次是保压时间、二级注射率和熔体温度,四级注射速率和保压压力的极差数值较小,对收缩率的影响较小。结论 最优的工艺参数如下:熔体温度为220 ℃,保压压力为50 MPa,保压时间为5 s,一、二、三、四、五级注射速率分别为30%、40%、85%、50%、20%。     

工艺参数对高光注射成型制品复制率的影响

以自主开发的车载高光蓝牙外壳模具和温控辅助装置为基础,研究了工艺因素对高光注射成型制品复制率的影响。结果表明,高光成型制品复制率随着模具温度的升高而准线性增大;模温设定条件下,保压压力对制件复制率的影响最大,其次是保压时间,冷却时间影响最小,熔体温度和注射压力的影响以塑料热变形温度为分界点,当模温低于该温度时注射压力的影响较大,反之则相反;随着模温逐步升高,熔体温度和注射压力对制品复制率影响小幅度增大,保压压力、保压时间和冷却时间的影响呈倒"V"型小幅度波动,且均在塑料热变形温度附近达极小值。     

Shrinkage reduction and morphological characterization of PP reinforced with glass fiber and nanoclay using functionalized PP as compatibilizer

This work presents results of shrinkage and structure characteristics of reinforced PP using combinations of glass fiber and nanoclay with functionalized PP as compatibilizer during injection molding. Shrinkage, warpage and structure characteristics of clay-fiber reinforced nanocomposites using PP grafted with 2-[2- (Dimethylamino) ethoxy] ethanol (DMAE) to obtain PPgDMAE as compatibilizer, were analyzed. The glass fiber-nanoclay combinations decrease the PP shrinkage as well as the warpage tendency. Functionalized PP facilitates glass fiber and clay dispersion and intercalation. The crystallization temperature, Tc, increases slightly with respect to pure PP and the degree of crystallinity, Xc, was reduced with the clay content.     

Optimization of injection molding process parameters using sequential simplex algorithm

In this study warpage and shrinkage as defects in injection molding of plastic parts have been undertaken. MoldFlow software package has been used to simulate the molding experiments numerically. Plastic part used is an automotive ventiduct grid. The process optimization to minimize the above defects is carried out by sequential simplex method. Process design parameters are mold temperature, melt temperature, pressure switch-over, pack/holding pressure, packing time, and coolant inlet temperature. The output parameters aside from warpage and shrinkage consist of part weight, residual stresses, cycle time, and maximum bulk temperature. Results are correlated and interpreted with recommendations to be considered in such processes.     

Study of the adhesion strength on overmoulded plastic materials using the essential work of interfacial fracture (EWIF) concept

The influence of the overmoulding processing conditions (melt and mould temperatures, holding pressure and injection rate) on the adhesion strength between two polymers in a hard–soft part was studied. The used materials were thermoplastic vulcanized elastomer (TPV) and polypropylene (PP). The study of the adhesion strength was made by measuring the essential work of interfacial fracture (EWIF) concept using a single edge-notched tension (SENT) geometry. It was observed that, the data distribution was good since an adequate correlation between the total work of interfacial fracture and the ligament length was obtained. It was verified that, when the melt temperature, and in some cases, the mould temperature are increased, a higher adhesion strength is obtained. These parameters affect in higher degree the adhesion strength, since they may improve the interdiffusion and the wetting process of the PP substrate by the molten material (TPV), causing as a result a good contact between them. A little influence was observed in the case of the holding pressure and injection rate.     

模压工艺对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料层合板力学性能的影响

利用热模压工艺制备玻璃纤维增强聚丙烯（GF/PP）复合材料层合板,通过差示扫描量热（DSC）法试验分析,确定相变参数,运用ANSYS有限元分析,将复合材料热力学参数与温度的非线性关系定义到材料特性中,研究模压成型过程中温度场变化情况,为模压成型工艺制度的确立提供理论指导和依据。以压缩强度、层间剪切强度和冲击韧性作为力学性能评价指标,采用响应曲面法探讨和分析制备工艺对GF/PP复合材料层合板力学性能的影响,得到最优模压工艺制备参数,获得最高复合材料层合板力学性能,为GF/PP复合材料自动铺放奠定铺放工艺基础。试验结果表明:模压加热工艺参数对复合材料层合板力学性能的影响度（从大到小）依次为:热压温度、热压时间、热压压力。较优的模压加热工艺参数为:热压温度228℃、热压时间6 min、热压压力1.1 MPa,在此工艺条件下制备的GF/PP复合材料层合板,层间剪切强度为31.12 MPa,压缩强度为100.96 MPa,冲击韧性为2.27 kJ/cm2。      

聚丙烯单聚合物复合材料嵌件式注射成型过程的数值模拟

单聚合物复合材料(SPC)是基体和增强体来自同种聚合物的复合材料,具有密度小、界面粘接性好和回收成本低等优点。嵌件式注射成型可实现SPC的快速制备。为了检验加工温度窗口的大小,掌握型腔内部温度分布情况,文中使用Moldex3D软件模拟分析了聚丙烯单聚合物复合材料(PP SPC)嵌件式注射成型过程,比较了PP SPC嵌件式注射成型与PP注射成型的模拟结果,讨论了温度、黏度和翘曲变形情况。将不同熔融温度下数值计算得到的温度分布结果与实验样品照片进行了对比分析。研究结果表明,在180℃条件下嵌件式注射成型PP SPC,纤维不会熔融而能保持增强效果。     

注塑成型工艺参数对制品体收缩率变化的影响及工艺参数优化

结合CAE及Taguchi DOE技术研究工艺参数对注塑制品体收缩率变化(制品中体收缩率的最大值与最小值的差值)的影响并获得优化的工艺参数以使制品的体收缩率变化最小。文中采用L9(3^4)正交矩阵进行实验,并研究了各个参数对制品体收缩率变化的影响程度,对于所选参数,保压压力和模具温度对注塑制品的体收缩率变化的影响较大。     

注塑工艺和玻纤含量对玻纤增强PP注塑制品收缩的影响

文中结合计算机辅助工程(CAE)及Taguchi实验设计(DOE)技术研究了玻纤含量和工艺参数对玻纤增强聚丙烯注塑制品各向异性收缩的影响。基于Taguchi DOE方法采用L18(36)正交矩阵进行了实验以优化制品的收缩,并研究了各个参数对制品收缩的影响程度。对于主实验中所选因素,纤维含量、熔体温度和保压压力对玻纤增强聚丙烯注塑制品各向异性收缩的影响较大。