利用CAE技术进行注塑制品模拟分析及工艺优化

注塑模CAE软件是根据塑料加工流变学、传热学和数值计算方法的基本理论,建立塑料熔体在模具型腔中流动、传热的物理数学模型,利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体在型腔中的动态充填过程、保压过程和冷却过程,定量地给出成型过程的状态参数.利用数值模拟技术研究制件注塑成型,对于提高塑料产品精度、缩短新产品开发周期、降低成本、提高生产率等都有着重要的意义.     

薄壁注射成型中聚合物与模具间接触热阻研究

基于薄壁注射成型过程中聚合物熔体与模具之间的热量交换分析,提出一种可用于计算聚合物与模具界面之间接触热阻(RTC)的新算法,通过结合实验研究与理论分析,获得聚碳酸酯(PC)薄壁制件注射成型中聚合物与模具界面之间的平均RTC,研究注射成型工艺参数以及聚合物与模具之间界面环境对RTC的影响规律。研究结果表明:薄壁注射成型中聚合物与模具界面之间的RTC与成型条件密切相关,其影响不可忽略;RTC随着模具温度、熔体温度、保压压力和保压时间的增加而减小,其中模具温度和保压时间的影响最显著;通过更换导热率较高或者型腔表面粗糙度较高的模芯材料,同样可降低RTC。     

气体辅助注射技术

气体辅助注射技术(以下简称气辅)是国外80年代出现的一种塑料件生产新技术。该技术是借助于气体的作用将已熔塑料注射入模腔,使受压气体塑件内形成中空,而保持完整的外形。目前,在欧美及日本这已被广泛采用,但在我国极少使用。现将我们在制造康佳5461型(21~(11))彩电机壳时采用该项新技术的情况,向大家介绍如下: 一、气体辅助注射过程 注射期→充气期→气体保压期→脱模。 其中注射期是将一定量的塑料注入型腔,以保证充气时不把塑件表面冲破。充气期是在型腔塑料量达到70％时,由气体发生装置吹入氮气,使塑件内达到一定的理想气体体积。中空部分的压力就成为保压压力,它可大大减低塑件的     

型腔表面温度对聚合物纳结构成型质量的影响

针对纳注射成型过程中熔体表层易冷却凝结、难以向纳结构深度方向充填的问题,采用电加热的模具升温方式,研究型腔表面温度对聚碳酸酯(PC)表面纳结构成型质量的影响。为获取型腔表面温度分布,利用有限元分析软件ANSYS对模具的加热过程进行仿真研究。以表面含纳米孔结构的阳极氧化铝板(AAO)为模芯进行注射成型实验。研究结果表明:电加热模具型腔表面温度分布均匀,传感器能够准确地描述型腔表面温度;经过500次成型实验后,AAO模芯依然具有较好的表面形貌;随着型腔表面温度提高,在接近甚至高于PC的玻璃化转变温度(148℃)时,制件表面纳结构成型质量有显著提高;当模温为160℃时,熔体在纳结构处的充填较完整,均匀性较好。     

超声塑化工艺参数对聚合物熔体流动性能的影响

为了测试超声塑化的聚合物熔体流动性能,采用自行研制的阿基米德螺旋模具进行超声塑化微注射成型充填实验,通过充填长度表征聚合物的流动性能。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,无定型)、聚丙烯(PP,半结晶型)、聚酰胺66(PA66,结晶型)这3种不同类型的聚合物为对象,采用单因素实验法分别研究超声振幅、塑化时间、塑化压力、保压时间、保压压力、模芯温度等关键工艺参数对聚合物充填长度的影响规律。研究结果表明:提高超声振幅、延长塑化时间、增大塑化压力、提高模芯温度均能显著提高聚合物的流动性能,在相同条件下,这3种聚合物的充填长度L关系为LPA66LPPLPMMA;当保压时间从2s提高到6s时,这3种聚合物充填长度分别提高24.3%,21.1%和24.1%;充填长度与保压压力呈线性增长关系。研究结果可为建立超声塑化的聚合物流动性测试标准提供参考。     

基于仿人智能的塑胶压模工件成型过程控制简

塑胶属高分子材料,化学成分复杂,其工件制造多采用压模成型.针对成型过程参数难于控制问题,探讨了基于仿人智能的控制策略.剖析了塑胶化学组分等不确定性导致的控制难题,归纳总结了成型过程的控制论特性,研究了基于仿人智能的控制策略,构造了塑胶工件成形过程的控制算法.以过程温度压力控制实验为例,验证了文中构造控制算法的良好动静态控制品质.     

泵盖气辅成型和注射成型的MPI仿真比较

利用MPI软件对泵盖分别进行气体辅助注射成型和传统注射成型的仿真分析,结果发现应用气体辅助注射成型的泵盖塑件在充填时间、体积收缩率、气穴、熔接痕、充填结束时的体积温度和合模力等方面比传统的注射成型更具优势,因此利用气体辅助注射成型技术对改善制品质量、提高生产效率和节能降耗等有重要意义.     

基于仿人智能的塑胶压模工件成型过程控制

塑胶属高分子材料,化学成分复杂,其工件制造多采用压模成型.针对成型过程参数难于控制问题,探讨了基于仿人智能的控制策略.剖析了塑胶化学组分等不确定性导致的控制难题,归纳总结了成型过程的控制论特性,研究了基于仿人智能的控制策略,构造了塑胶工件成形过程的控制算法.以过程温度压力控制实验为例,验证了文中构造控制算法的良好动静态控制品质.     

桑拿凳注塑模具成型优化研究

文章以桑拿凳为实例,基于流变学、力学和传热学相关理论,设计了桑拿凳注塑模的模腔、浇注系统、排气系统、脱模机构、冷却系统、模架等模具结构;对桑拿凳注塑成型过程进行了成型窗口、充填、保压、冷却和翘曲分析,获得了冷却效果最佳的冷却水温度和流速组合值;分析了不同恒压保压曲线对产品注塑成型质量的影响;采用Taguchi正交试验法研究了工艺参数对制品质量的影响,将信号噪声比作为衡量因素重要性的标准,通过均值分析和变量分析方法得到了最佳成型工艺参数;并结合数值模拟和现场试验,验证了最佳注塑模具成型工艺参数的正确性。     

BeO陶瓷干压成型工艺参数的优化

采用干压成型制备BeO陶瓷,通过分析BeO陶瓷的坯体密度和断口形貌,研究加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数对BeO陶瓷成型工艺的影响.研究结果表明:干压成型制备BeO陶瓷过程中,加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数可以明显影响BeO陶瓷的坯体密度:为得到致密度高、热力学性能优异的BeO陶瓷,必须对加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数进行优化;当压力为120 MPa,保压60 S,加入质量分数为1%的PVA作为成型剂压制时能得到致密度较高的BeO陶瓷坯体.     

几何特征对高深宽比微结构零件注射成型充填深度的影响

采用基于Navier-Stokes运动方程开发的Moldflow MPI 6.0软件,以聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)材料为对象, 在型腔压力为100 MPa、熔体温度为250 ℃、不同模具温度下,研究零件几何特征(微结构所在位置、微结构形状、微结构截面尺寸、微结构深宽比和微结构型腔截面尺寸)对微结构充填深度的影响.研究结果表明:微结构与型腔末端间距越小,充填越深,但当微结构与型腔末端间距超过某一值时,微结构充填深度与其位置无关;微结构倾角越小,充填越深;微结构截面尺寸越大,充填时熔体所受阻力越小,充填越深;型腔截面尺寸与微结构尺寸相差越小,越有利于微结构充填;微结构充填深度与其深宽比无关.     

浇口—冒口系统的铸型充填过程的数值模拟

本文叙述了具有浇口—冒口浇注系统的铸件充填过程的数值模拟及其应用程序,可动态模拟型腔充填高度、型腔液面上升速度、型腔已充填体积、胃口液面高度、冒口液面上升速度和铸件浇注时间。SLM程序适用于由若干种简单形状及其适当组合而构成的铸件充填过程的模拟。     

超塑胀形最佳加压规律及其控制

本文从一些基本的物理假设及塑性力学基本理论出发,运用 Backofen 超塑性本构方程,推导了典型超塑板材型腔胀型全过程的最佳加压规律。根据对变形假设的修正,对自由胀形、贴模及充填阶段的最佳加压规律曲线进行合理的连接。用TP801B单板机及其他硬件组成的控制系统,实现了板材型腔吹塑成型全过程平滑、全自动控制。     

一种新的均苯型聚酰亚胺成型工艺

采用热模压工艺，考察了一种新的均苯型聚酰亚胺的成型加工性能。利用正交实验方法，实验考察了成型工艺条件：成型温度、热处理温度、成型压力和保压时间对材料力学性能的影响。结果表明：成型温度和保压时间对材料的拉伸、弯曲和冲击强度均有较为显著的影响，而增大成型压力还会降低材料的冲击强度。就材料的综合性能而言，最佳的成型工艺条件为：成型温度345～355℃，成型压力10．0～12．0MPa，保压时间100～120min，热处理温度170℃。     

参数耦合作用下复杂汽车塑件气辅成型工艺正交优化研究

熔体温度、熔体注射时间、气体延迟时间、气体注射压力、气体保压时间是气体辅助注射成型的关键工艺参数.为研究参数耦合作用下的气辅工艺优化问题,提出考虑参数交互作用的正交试验方法,以复杂塑件汽车后视镜镜框为对象,采用带溢料槽的满射注塑方式,分别得到针对气体穿透体积、进气端壁厚和中间壁厚的优化工艺参数组合.将优化结果应用于实际注塑过程,验证了方法的有效性.     

气体辅助注射成型充模过程数学模型的建立

根据气体辅助注射成型充模过程的特点,从流体力学基本理论出发,引入合理的假设和简化,建立了描述熔体运动和气体穿透的数学模型,并在边界条件中反映出气体穿透和表面张力对熔体充填的影响．     

快速热循环注塑成型技术及其数值模拟研究进展

综述快速热循环注塑成型(rapid heat cycle molding,RHCM)的基本原理和技术特点,归纳电阻加热、对流加热、电磁感应加热和辐射加热等模具型腔加热方法的特点,分析RHCM模具结构的设计方法和加工技术,介绍RHCM工艺参数优化控制的研究现状,概括RHCM快速加热、熔体充填流动及塑件质量分析的数值模拟技术;提出应进一步开发高效和经济的模具型腔加热技术,探索复杂3维塑料制品RHCM注塑模具结构设计和加工方法,优化成型工艺参数,研究快速变模温环境下聚合物熔体流动成型的数值模拟技术,将RHCM与气辅、水辅成型和微孔发泡注塑等技术相结合,拓展其应用领域,推动快速热循环绿色注塑技术的产业化进程。     

平板类塑件翘曲变形数值模拟与实验分析

运用Moldflow分析软件,选取模具温度、熔体温度、保压压力与保压时间四因素三水平安排正交实验,模拟平板类塑件的翘曲变形.以模拟为基础,在注塑机上进行实际注塑成型,扫描获取塑件三维数据,并用Imageware软件提取平板类塑件长边与短边的点云,计算宽度与长度方向的翘曲变形量.结果表明:翘曲变形模拟分析与实际注塑成型误差为-0.083 1~0.094 9 mm;保压压力、熔体温度、保压时间与模具温度对翘曲变形模拟分析的影响依次减小.     

低密度高强度炭材料的制备研究

以活化石油焦粉为原料,煤沥青为粘结剂,在不同成型压力和保压时间下制备的生坯样品并焙烧,成功制得高强度炭材料.对样品进行力学性能检测以及SEM,TGDTA,XRD分析,并阐明了活化原料与粘结剂相互作用机理.试验结果表明,随着保压时间和成型压力的增加,生坯体密及焙烧品性能都有所提升.在保压时间为20min,成型压力为200MPa时,焙烧后样品体积密度为1.54g/cm~3,抗压强度119 MPa,抗折强度61 MPa,各项性能均优于未活化石油焦粉原料所制样品.     

模内混合注塑成型聚丙烯与预制件间界面黏结强度研究

通过Moldflow软件仿真和成型实验,研究模内混合成型中连续纤维热塑性复合材料(CFRT)热压成型预制件与注塑成型聚丙烯间界面黏结强度。仿真研究预制件温度、熔体温度及保压压力对黏结界面温度场及压力场的影响规律,分析模内混合注塑成型界面黏结过程,指出CFRT预制件表面快速加热对界面黏结影响的重要性。研究结果表明:当预制件没有加热时,界面黏结强度随着熔体温度和保压压力的增加而显著提高,预制件达到熔点温度后,由于界面温度显著升高且足以满足界面分子扩散运动的能量需求,故熔体温度和保压压力的进一步提升对于界面黏结强度影响不大。