快速變模溫注塑成型過(guò)程數(shù)值模擬及制品質(zhì)量控制研究.pdf

1、快速熱循環(huán)注塑成型（Rapid heating cycle molding，RHCM）采用了動(dòng)態(tài)的模具溫度控制策略，模具溫度在充模過(guò)程中保持在相對(duì)高的溫度，填充完畢后立即快速冷卻，以縮短成型周期。該技術(shù)可一次成型表面無(wú)明顯熔接線、無(wú)浮纖、高光澤的產(chǎn)品，無(wú)需后續(xù)噴涂等后處理工序，實(shí)現(xiàn)綠色化生產(chǎn)。與常規(guī)注塑成型相比，其工藝更加復(fù)雜，對(duì)工藝參數(shù)的要求更高，產(chǎn)品往往易出現(xiàn)收縮、翹曲變形及表面縮痕等質(zhì)量問(wèn)題。數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)于解決復(fù)雜的工程問(wèn)題提供

2、了強(qiáng)有力的研究手段。常規(guī)注塑成型采用恒定的模具溫度，而RHCM工藝的模具溫度是瞬態(tài)變化的，鑒于此差異，常規(guī)注塑成型數(shù)值模擬技術(shù)不能再適用于RHCM成型過(guò)程。因此，論文對(duì)RHCM成型過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行了研究，并結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)理論對(duì)RHCM成型制品質(zhì)量控制進(jìn)行了研究。主要研究工作及成果包括：
　?、龠^(guò)熱水式快速變模溫注塑成型過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)研究。以1MPa壓力下180℃的高溫?zé)崴鳛榧訜峤橘|(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)模具的快速變模溫，基于Moldflow

3、構(gòu)建過(guò)熱水式快速變模溫注塑成型有限元模型，并對(duì)過(guò)熱水式快速變模溫注塑成型的“充填+保壓+冷卻+翹曲”過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，獲得壓力、溫度、時(shí)間及冷卻結(jié)果等。
　?、诠に噮?shù)對(duì)高光制品質(zhì)量的影響研究。以某空調(diào)柜機(jī)出風(fēng)面板產(chǎn)品為例，以制品的表面縮痕、體積收縮率及翹曲變形作為其質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)，在RHCM成型過(guò)程數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，借助于田口實(shí)驗(yàn)及單因素實(shí)驗(yàn)研究模具溫度和不同模具溫度下熔體溫度、保壓壓力、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間對(duì)制品質(zhì)量的影響，獲得了

4、工藝參數(shù)對(duì)縮痕、翹曲變形及體積收縮率的影響規(guī)律，并分析了制品缺陷產(chǎn)生的原因。
　?、劭焖僮兡刈⑺艹尚凸に噧?yōu)化技術(shù)研究。提出一種綜合CAE分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、Kriging模型和遺傳算法等結(jié)合的多目標(biāo)優(yōu)化策略。將該優(yōu)化策略應(yīng)用于某空調(diào)面板產(chǎn)品質(zhì)量控制過(guò)程中，最終獲得了最佳的工藝參數(shù)組合為：加熱時(shí)間36.9s、熔體溫度182.9℃、保壓壓力88.5MPa、冷卻時(shí)間51.3s、注射時(shí)間2.2s、保壓時(shí)間8s，并經(jīng)CAE分析驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的