聚合物超聲塑化過程中聲場(chǎng)及溫度場(chǎng)分布研究.pdf

1、微注射成型技術(shù)是大批量、低成本制造MEMS塑件的重要方法，存在充填困難等問題亟待解決。國(guó)內(nèi)外學(xué)者將超聲作為輔助方式引入微注射成型中，雖對(duì)充填困難問題進(jìn)行了初步改善，但還是難以避免螺桿式塑化方式帶來的種種問題。本課題組在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出“超聲塑化微注射成型”，既能有望解決充填困難的問題，也能避免螺桿式塑化的難點(diǎn)問題。本文主要針對(duì)超聲望化微注射成型中的關(guān)鍵過程—聚合物超聲塑化過程進(jìn)行研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
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2、1)根據(jù)聚合物超聲塑化實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)了聚合物超聲望化組件，著重研究的內(nèi)容包括:基于力電類比法，推導(dǎo)了多段復(fù)合工具頭的傳遞矩陣，對(duì)工具頭的尺寸進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性;采用Ansys進(jìn)行料筒的熱分析，指出隔熱的必要性，并通過材料選型制造了合適的隔熱板，減少了超聲能量的散失。
　　(2)采用Matlab和Ansys分別進(jìn)行了聚合物超聲塑化過程中的聲場(chǎng)傳播和溫度場(chǎng)仿真，主要內(nèi)容包括:推導(dǎo)了超聲在聚合物中的超聲聲壓

3、傳播方程，采用Matlab進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了聲壓幅值分布規(guī)律，揭示了超聲振幅和頻率對(duì)聲壓幅值分布的影響;采用Matlab和Ansys聯(lián)合仿真，研究了聚合物溫度場(chǎng)分布，分析了超聲參數(shù)對(duì)溫度場(chǎng)的影響。
　　(3)進(jìn)行了聚合物超聲塑化實(shí)驗(yàn)研究。研究了工藝參數(shù)對(duì)聚合物塑化形態(tài)的影響，表明相對(duì)于超聲作用時(shí)間，超聲發(fā)生器電壓和塑化壓力對(duì)聚合物的完全塑化有更大的促進(jìn)作用;研究了塑化腔軸線處聚合物的超聲聲壓幅值分布，表明聲壓幅值隨至工具頭距離