注射速度對微注塑成型充填過程及制品形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、微注塑成型工藝優(yōu)化,是微注塑成型技術(shù)中的核心內(nèi)容之一,然而,在微注塑制品成型過程中,由于諸多熔體流動(dòng)行為無法完全用傳統(tǒng)的宏觀熔體流動(dòng)理論來解釋,傳統(tǒng)注塑成型過程中的工藝參數(shù)設(shè)置規(guī)則也不再適合微注塑成型過程,當(dāng)注射速度升高時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生壁面滑移現(xiàn)象。高剪切引起壁面滑移,壁面滑移使得熔體在型腔內(nèi)的剪切狀態(tài)與傳統(tǒng)注塑有很大的差異。而剪切對熔體的結(jié)晶過程有重要的影響,從而使微注塑制品的形態(tài)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)制品不同。目前有關(guān)注射速度的變化對微注塑充填流

2、動(dòng)過程及制品形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響的研究還不夠全面深入。
　　 本文首先基于目前的高分子流變學(xué)等基礎(chǔ)理論,針對微注塑成型充填過程的流動(dòng)特性,結(jié)合微注塑成型實(shí)驗(yàn)與MOLDFLOW模擬對比剪切應(yīng)力大小的變化,再通過ANSYS CFX軟件,實(shí)現(xiàn)了注射速度對微注塑成型充填過程影響的三維模擬,最后又分析了注射速度對微注塑成型塑件內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。主要的研究工作和結(jié)論如下:
　　 1、基于粘性流體的基本方程和傳統(tǒng)注塑成型理論,結(jié)合微注塑成

3、型流動(dòng)特性,通過適當(dāng)?shù)募僭O(shè),選用了適合于微注塑充填模擬的粘度及壁面滑移的數(shù)學(xué)模型。
　　 2、采用iPP材料,在微注塑機(jī)上進(jìn)行注射速度的單因素實(shí)驗(yàn),獲得了質(zhì)量良好的微注塑制品,同時(shí)記錄并處理了實(shí)驗(yàn)過程中的壓力速度曲線等數(shù)據(jù),得到注塑過程中最大注射壓力與注射速度之間的關(guān)系圖;在MOLDFLOW中按照實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行工藝設(shè)置并對成型過程進(jìn)行模擬。經(jīng)過對比分析,發(fā)現(xiàn)在較高注射速度下,模擬結(jié)果的剪切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了iPP的極限剪切應(yīng)力值。在高

4、剪切應(yīng)力下,實(shí)際微注塑成型中會(huì)出現(xiàn)滑移。
　　 3、參照實(shí)驗(yàn)條件,對ANSYS CFX軟件進(jìn)行二次開發(fā),對1000μm特征尺寸的微制品進(jìn)行了微注塑成型充填過程模擬,并在該過程的研究中添加了壁面滑移因子的作用。結(jié)果顯示:在微注塑充填中,隨著注射速度的增加,熔體的流動(dòng)速度增加,型腔壓力增加,當(dāng)考慮壁面滑移因子作用后,熔體速度更大,型腔壓力稍微降低。因此,注射速度對微注塑充填過程有重要的影響,壁面滑移在此過程中的影響也不能被忽略。