薄壁注射成型熔体充型流动行为的可视化实验研究

论文摘要

近年来,电子信息、生物医疗器械等产品正朝着轻量化、薄壁化、微小化方向迅速发展,同时人们对这些产品的需求量也正在快速增长。于是,薄壁注塑成型技术越来越引起人们的高度重视。目前关于薄壁条件下注塑成型过程中熔体充型规律的研究还不系统,本文分别以一模两腔模具和单型腔模具的注射成型过程为研究对象,研究一模两腔模具注射成型中制件厚度和流道深度对熔体充填型腔平衡性的影响,以及单型腔模具注塑成型中成型材料和制件厚度对熔体充型速率的影响。并且利用传感器系统测量型腔内熔体压力的分布,探索型腔内熔体压力与充填速度之间的关系,为薄壁及微细尺寸下的精密注射成型技术的发展提供实验依据。在前期开发的注射成型可视化实验平台的基础上,自行设计并制作了3.5mm和1mm两种厚度的单型腔镶块以及传感器镶块,以完成单型腔模具的注射成型可视化实验及压力测量实验。并将前期实验时采用的一模两腔镶块的流道进行修改,将原来镶块3.5mm深的流道改为0.5mm,重新进行一模两腔模具的可视化实验,并将实验结果与前期实验结果进行比较,分析流道深度对熔体充填型腔平衡性的影响。一模两腔薄壁塑件注塑成型规律的可视化实验结果表明,制件厚度只影响充填不平衡的程度,而不改变充填不平衡的趋势；流道深度对熔体充填不平衡的程度和趋势均有较大影响。材料特性对薄壁塑件注塑成型规律的可视化实验结果表明,成型材料对薄壁塑件熔体充填型腔速率的影响较大。高速注射时,成型材料中玻璃纤维的加入使得熔体的黏度比纯PP的大,高速注射时产生的剪切热较多,因而充填速度比纯PP材料时高；低速注射时,由于其黏度大,型腔侧壁上附着的冷凝层较厚,随着型腔壁厚的减小,冷凝层对后续熔体的阻碍作用增强,随着充填的进行,后续高温熔体越过冷凝层而出现充填速度突然增大的现象。型腔内熔体压力与注射速度之间存在对应关系,高速注射时型腔内熔体的压力小,低速注射时型腔内熔体的压力大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 薄壁注塑成型
• 1.2 薄壁注塑成型技术的研究现状
• 1.2.1 纤维增强复合材料在薄壁注塑成型中的应用现状
• 1.2.2 注塑成型可视化技术的研究现状
• 1.3 课题的研究意义和任务
• 1.3.1 课题的研究意义
• 1.3.2 课题的研究任务
• 2 实验装置和实验方法
• 2.1 实验装置
• 2.1.1 注射成型直视式可视化实验平台
• 2.1.2 可视化模具
• 2.1.3 一模两腔镶块流道的修改
• 2.1.4 单型腔镶块和传感器镶块的设计
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 一模两腔可视化实验方案
• 2.2.2 单型腔可视化实验方案
• 2.3 本章小结
• 3 一模两腔薄壁塑件注塑充填规律的可视化实验结果分析
• 3.1 实验结果的评价体系及流动前沿叠加结果
• 3.1.1 实验结果的评价体系
• 3.1.2 流动前沿叠加结果
• 3.2 尺寸效应对熔体充填型腔速率的影响分析
• 3.2.1 低速注射时尺寸效应对熔体充填型腔速率的影响分析
• 3.2.2 高速注射时尺寸效应对熔体充填型腔速率的影响分析
• 3.3 尺寸效应对注射充填平衡性的影响分析
• 3.3.1 尺寸效应对低速注射充填平衡性的影响分析
• 3.3.2 尺寸效应对高速注射充填平衡性的影响分析
• 3.4 本章小结
• 4 材料特性对薄壁塑件注塑成型影响的可视化实验结果分析
• 4.1 不同成型材料的可视化实验结果
• 4.2 尺寸效应和材料对熔体充填型腔速率的影响分析
• 4.2.1 尺寸效应和材料对低速注射时熔体充填型腔速率的影响分析
• 4.2.2 尺寸效应和材料对高速注射时熔体充填型腔速率的影响分析
• 4.3 压力测量结果
• 4.3.1 1mm型腔的压力测量结果
• 4.3.2 3.5mm型腔的压力测量结果
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢