微结构塑件注射成型特性实验研究

设计制造了一可成型具有微结构的塑件(微流控芯片)注塑模具,利用单因素实验方法研究了各种工艺参数(注射速度、模具温度、注射压力、保压压力和保压时间)对微结构复制不完全和表面缩痕这两种主要缺陷的影响.实验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;注射压力相对于注射速度和模具温度仅起次要作用;保压压力对其影响较为复杂,复制度随着保压压力的增加先提高后降低.影响芯片表面缩痕的主要因素是模具温度和保压压力.保压时间对微结构复制度的影响很小,但却是塑件整体翘曲变形的主要原因.     

微流控芯片微通道复制度的表征及在注塑成型中的应用

为提高注塑成型微流控芯片的微通道复制度,提出以微通道轮廓深度均方根差表征微通道复制度的方法,并利用该方法研究模具温度等工艺参数对芯片纵向及横向微通道复制度的影响。研究结果表明:纵向微通道复制度受模具温度和熔体温度的影响显著,当模具温度从80℃升至100℃时,近浇口端C处微通道轮廓深度均方根差降低18.96%;横向微通道复制度受保压时间影响最大,受注射速度和保压压力影响次之,保压时间为5 s时横向微通道A处微通道轮廓深度均方根差比保压时间为1 s时降低31.14%;同一芯片不同位置之间微通道复制度差异较大,横向微通道复制度普遍较低,纵向微通道与横向微通道轮廓深度均方根差最大差值达到4.07μm。     

某水箱盖注塑成型数值模拟

通过对某水箱盖注塑成型过程的分析,应用正交试验法研究了保压时间,保压压力,熔体温度,冷却时间,注射时间,模具温度等工艺条件,应用PRO/E软件建立了三维模型。用Moldflow/MPI软件对其进行模拟,得到不同参数对翘曲量的影响规律,确定了影响翘曲变形的最主要因素为保压时间,其次是熔体温度。此外,进行单变量分析,分别分析了保压压力、保压时间、熔体温度对变形量的影响。综合两项分析,得出一组使注塑件翘曲变形量最小的工艺参数。     

无管式按摩泵泵体注塑成型工艺的稳健设计

为减少无管式按摩泵的翘曲变形量,引入稳健设计方法,使用模流分析软件Moldflow6.1对注塑成型的泵体进行模拟分析.将注塑成型过程中的模具温度(A)、熔体温度(B)、保压压力(C)、保压时间(D)、冷却时间(E)等5个因素作为影响因子,设计了L16(45)正交试验矩阵.通过信噪比分析,得到各工艺参数对泵体翘曲变形的影响程度,获得了最佳工艺参数组合.结果表明:保压压力和保压时间是影响泵体翘曲变形的主要因素,优化后的工艺参数组合为模具温度80℃、熔体温度275℃、保压压力90 MPa、保压时间6 s、冷却时间10 s.优化后泵体的最大翘曲变形量为1.098 mm,变形量减小了12.87%,泵体质量得到了较大的提高.     

注塑工艺参数优化的数值模拟分析

采用数值模拟和正交试验相结合的方法,对注塑成型过程进行模拟分析,得到工艺参数对制品翘曲值的影响次序和最佳工艺参数组合.结果表明:各工艺参数对翘曲值的影响依次为保压压力、熔体温度、模具温度、注射时间、保压时间、冷却时间,且保压压力和熔体温度对制品翘曲值的影响较为明显;最佳工艺参数组合是模具温度为75℃、熔体温度为260℃、注射时间为1.3s、保压时间为10s、保压压力为48MPa和冷却时间为2s.将得到的最佳工艺参数组合输入Moldflow中进行模拟,得到的翘曲值为0.089 3.该翘曲值比正交试验中任何一组翘曲值都小,验证了通过极差分析得到的最佳工艺参数组合的有效性.     

工艺参数对高光制品收缩及翘曲变形的影响

为了分析工艺参数对大型平板高光无痕注射成型(RHCM)制品收缩及翘曲变形的影响,以空调柜机出风面板RHCM产品开发为例,利用MOLDFLOW软件建立RHCM有限元模型并进行模拟分析,采用田口实验设计方法分析工艺参数对产品综合质量的影响,采用单因素实验方法分析了模具温度对制品收缩和翘曲变形的影响,以及不同模具温度下工艺参数对制品收缩和翘曲变形的影响.结果表明:工艺参数对制品综合质量影响的大小顺序依次为熔体温度、保压压力、加热时间、保压时间、冷却时间、注射时间;当模具温度升高到材料的玻璃化转变温度并进入RHCM区域时,制品的体积收缩率和翘曲变形量呈减小的变化趋势,当加热时间为35s时,制品的综合质量最好;在不同的模具温度下,制品的收缩率和翘曲变形量随熔体温度的升高而呈现出准线性增长的变化趋势,随保压压力的增大而减小,随保压时间的增加而呈小幅波动变化.     

汽车车窗摇手柄注塑成形优化设计与试验分析

利用Moldflow软件对汽车车窗的塑料摇手柄注塑成形过程进行模拟和优化,通过DOE试验对工艺因素熔体温度和保压压力进行分析,生成3D响应曲面图,对比分析填充时间、流动前沿温度、体积收缩率、翘曲变形等参数,然后进行模流分析,使用正交试验法分析影响摇手柄翘曲变形和体积收缩率的因素,寻找最优加工参数.结果表明:保压压力和熔体温度对各参数影响程度较大,响应曲面图形状比较陡峭,各因素对翘曲变形和体积收缩率影响的最优组合为A1B3C1D4E4,利用最优参数进行模拟,得到最大翘曲变量和体积收缩率为0.636 mm和11.37%.     

基于正交试验和BPNN-GA混合算法的注塑工艺参数优化

通过优化工艺参数,提高注塑件的成型质量.以汽车后视镜为例,建立注塑件的计算机辅助工程模型.运用正交试验设计方法与注塑工艺数值模拟相结合,通过对仿真结果方差分析,综合评估了注塑过程中的模具温度、熔体温度、注射时间、保压压力和保压时间等对注塑成型关键质量特性翘曲的影响规律.利用仿真实验数据训练BP神经网络模型(BPNN),结合遗传算法(GA)以翘曲最小为约束条件优化注塑工艺参数.     

基于Moldflow的电池盒工艺参数优化及注塑成型研究

以电池盒的注塑成型模具设计为例,利用Moldflow对电池盒的浇口位置进行有限元分析,确定出最佳浇口位置及浇口数目。电池盒的翘曲变形主要受到熔体温度、模具温度、注射时间、保压时间、冷却时间5个工艺参数的影响。利用Moldflow软件对电池盒进行翘曲分析,采用正交实验方法对这5个工艺参数进行组合分析,得出影响翘曲变形的主要因素是保压时间,并得到最佳成型工艺参数组合。通过注塑成型实验验证了Moldflow模拟分析结果的可靠性。     

注射工艺参数对超薄塑件成型影响实验研究

超薄塑件在微机电领域具有巨大的应用潜力,为研究其注塑成型特性,设计制造了一可成型超薄塑件的模具,利用正交试验方法和数值模拟技术研究了各工艺参数（注射速度、注射压力、熔体温度及注射量等）对超薄塑件注塑成型充模过程的影响．研究结果表明注射量及注射速度对超薄塑件注塑成型的填充起主导作用,提高注射速度能大幅度地提高填充率;熔体温度和注射压力相对于注射量和注射速度只起次要作用,但在填充过程中,较高的熔体温度和注射压力也是必要的．该结论为深入开展超薄塑件成型缺陷（如翘曲、熔接痕）的形成机理研究提供了有益的借鉴．     

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。     

基于正交实验法的注塑成型内缩改善研究

注塑成型内缩现象常造成产品组装困难,变形翘曲问题更突出,在此以插板外壳注塑件为例,借助模流分析软件,基于田口正交实验法,通过对注塑工艺参数和筋板结构进行优化实验,结果显示保压压力、熔体温度、冷却液温度对产品的翘曲变形影响显著,产品筋板结构设计对改善变形内缩有效果,其中工艺参数优化降低翘曲变形量29. 5%,筋板结构优化降低翘曲变形量18. 7%,总翘曲变形量与未优化前相比减少了48. 2%,实验表明该方法能快速有效的改善注塑成型内收缩现象,为其他类似产品工艺设定与模具设计提供参考.     

基于Moldflow的鼠标外壳注塑成型分析

运用Moldflow对鼠标外壳进行了浇口位置分析、充填分析、冷却分析以及翘曲分析.根据分析结果，预测了塑件在注塑成型过程中可能产生的缺陷，并针对缺陷产生的原因，提出了优化设计方案.改进后的工艺条件为：注射时间2s，注塑℃保压℃冷却时间是21s，模具温度50益，熔体温度240益，注射压力90MPa.最后，运用UG对鼠标外壳进行了注塑模设计.     

注塑工艺参数对塑料长尺残余应力的影响

利用Taguchi(田口)实验方法将注塑参数设计为L9实验矩阵,在不同注塑参数下进行数值模拟,找出在模具温度、熔体温度、注射速率及保压压力等工艺参数对注塑残余应力的影响程度.结果表明:所选的工艺参数对于注塑件残余应力的影响程度不一,通过优化参数可以将注塑残余应力值降低,从而达到注塑产品质量的提高.     

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.     

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。     

注射成型残余应力的数值模拟

对注射成型过程中的残余应力进行了研究.针对注射成型的特点,采用线性粘弹性模型计算了注射成型过程中温度和压力引起的残余应力,充分考虑了保压压力和应力松弛对残余应力的影响,数值实现中采用了在时间上有限差分的计算方法.通过模拟计算平板形状制品残余应力在壁厚方向和流动方向上的分布及其在成型中的变化过程,深入讨论了注射成型过程中残余应力的形成机理和演变情况.实验证明了所提出的残余应力模型和计算方法的正确性与合理性.通过预测和优化注射成型中的残余应力,可以提高制品最终形状的尺寸稳定性和力学性能,对实际生产有一定的指导意义.     

非球面塑料光学透镜收缩变形的数值分析

运用田口实验设计方法,模拟分析不同工艺参数组合下的收缩变形,研究不同工艺参数对非球面塑料光学透镜平均体积收缩率的影响程度.分析结果表明,保压压力、填充时间、熔体温度和浇口尺寸对塑件平均体积收缩率有显著的影响,且影响程度依次降低.正交实验得出其最优化的工艺参数组合:模具温度为45℃、熔体温度为250℃、保压压力为25 M...     

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.     

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.