帶金屬嵌件PEEK注塑制品的仿真分析與工藝優(yōu)化.pdf

1、隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，以聚醚醚酮（Polyether-ether-ketone, PEEK)為代表的熱塑性特種工程聚合物由于其優(yōu)異的力學(xué)和耐化學(xué)藥品等性能，已普遍應(yīng)用于汽車制造、航空航天和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。利用金屬嵌件成型技術(shù)，可以將金屬導(dǎo)電性、高模量等性質(zhì)與塑料的耐腐蝕性、高絕緣性相結(jié)合，制造出性能更加優(yōu)異的產(chǎn)品。所謂的嵌件成型技術(shù)，具體指在模腔中嵌入金屬結(jié)構(gòu)件，并在其周圍注入聚合物，制成聚合物/金屬一體化產(chǎn)品的方法。盡管該技術(shù)已廣泛

2、應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，但在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中仍然存在不少的技術(shù)問題，本文重點(diǎn)關(guān)注兩類具有代表性的嵌件成型與失效問題：一是由于金屬材料的收縮率、模量與聚合物材料存在較大差異，容易導(dǎo)致產(chǎn)品在成型過程中存在較大的殘余應(yīng)力，進(jìn)而因聚合物材料開裂使制品結(jié)構(gòu)失效；二是由于部分嵌件自身結(jié)構(gòu)的特殊性，如細(xì)長(zhǎng)插針、插管和薄壁金屬片等，熔體充填過程中的不均勻壓力場(chǎng)極易引起這些嵌件結(jié)構(gòu)的偏移變形，導(dǎo)致產(chǎn)品功能失效。
　　針對(duì)上述兩類問題，本文選擇了兩個(gè)具有代表性的

3、嵌件制品作為研究對(duì)象，開展失效分析與工藝優(yōu)化研究，具體包括：
　　以工業(yè)中用來運(yùn)輸化學(xué)藥品的PEEK/金屬連接管為對(duì)象，研究帶大型金屬嵌件厚壁PEEK制品開裂失效原因及解決方法。具體過程分為以下兩步：首先，根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，建立用于數(shù)值模擬的有限元分析模型，以實(shí)際生產(chǎn)的工藝條件進(jìn)行產(chǎn)品的注塑成型模擬，分析產(chǎn)品成型后失效的原因；其次，建立連接管的工藝優(yōu)化模型，利用基于Kriging代理模型的方法來優(yōu)化工藝參數(shù)；最后，以優(yōu)化之后的工藝

4、參數(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)，驗(yàn)證優(yōu)化結(jié)果的合理性，指導(dǎo)產(chǎn)品的制造。
　　以PEEK電子連接器為研究對(duì)象，研究型芯偏移的力學(xué)機(jī)制及制品成型工藝的優(yōu)化方法。本文發(fā)展了一種型芯偏移的結(jié)構(gòu)分析方法，具體過程包括：首先，以文獻(xiàn)中的產(chǎn)品模型、材料與工藝進(jìn)行成型模擬分析；其次，應(yīng)用本文提出的方法計(jì)算產(chǎn)品的型芯偏移量，通過與文獻(xiàn)中的研究結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證本文型芯偏移預(yù)測(cè)方法的有效性；然后，通過優(yōu)化注塑成型工藝參數(shù)，降低型芯偏移量；最后，將提出的型芯偏移優(yōu)