快速熱循環(huán)注塑工藝實驗及模擬研究.pdf

1、注塑成型技術(shù)由于能夠生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品，并且生產(chǎn)精度和生產(chǎn)效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)批量化生產(chǎn)，在塑料的成型技術(shù)中占有極其重要的位置。傳統(tǒng)的注塑工藝由于在整個生產(chǎn)周期中模具溫度都保持恒定，而為了保證生產(chǎn)效率，模溫一般維持在較低水平，因此在填充階段，塑料熔體遇到冷的模具壁就會形成冷凝層，會降低熔體的流動性，導(dǎo)致塑件的表面質(zhì)量較差，加工精度較低。為了滿足人們對塑料制品高精度、高力學(xué)性能和高表面質(zhì)量的要求，快速熱循環(huán)注塑工藝(RapidHeatCycl

2、eMolding，RHCM)應(yīng)運而生。RHCM工藝采用的是動態(tài)的模溫控制策略，在填充之前采用一定的加熱方式使模具溫度快速提高到塑料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上，填充結(jié)束后再通入低溫冷卻介質(zhì)實現(xiàn)模具的快速冷卻，在保證生產(chǎn)效率的同時，塑件表面高光澤度、無熔接痕，可避免打磨、噴涂等二次加工工序。
　　 本論文圍繞RHCM工藝，通過模擬和實驗相結(jié)合的方式分析了RHCM工藝特點和原理，探討了RHCM工藝?yán)鋮s過程中的冷卻時機和冷卻速率對塑件質(zhì)量的影

3、響，研究了RHCM工藝在非結(jié)晶性高分子材料和結(jié)晶型高分子材料的加工過程中的應(yīng)用情況。
　　 論文首先針對RHCM工藝的變模溫工藝特點，模擬了不同模具型腔表面溫度下熔體的填充過程，分析了模具溫度變化對注射壓力、鎖模力、凍結(jié)層因子和壁上剪切應(yīng)力等的影響?；谀M分析，在殘余應(yīng)力、翹區(qū)、縮痕及體積收縮率等方面，對傳統(tǒng)注塑工藝和RHCM工藝進行了對比分析，研究了RHCM工藝的對塑件質(zhì)量的影響規(guī)律。
　　 通過模擬研究，分析了冷卻

4、速率和冷卻時機對塑件質(zhì)量的影響規(guī)律。填充階段結(jié)束后的冷卻是RHCM工藝中非常重要的一個環(huán)節(jié)，不僅決定了該工藝的生產(chǎn)效率，并且對塑件的最終質(zhì)量也有很大影響。本文通過模擬分析不同冷卻時機和冷卻速率下塑件的翹曲變形和縮痕指數(shù)，研究了冷卻速率與冷卻時機對塑件翹曲和縮痕的影響規(guī)律，優(yōu)化獲得了最佳的冷卻時機和冷卻速率。
　　 以苯乙烯(PS)和聚丙烯(PP)為例，分別對結(jié)晶型和非結(jié)晶型高分子材料的RHCM工藝進行了實驗和模擬研究。利用實驗室