單克微量超聲波塑化機(jī)理及其裝置的研究.pdf

1、微量注塑成型由于一次性成型、效率高、成本低、適合批量化生產(chǎn)以及成型制品性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，成為聚合物MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）中主要成型方式之一，廣泛應(yīng)用在醫(yī)療衛(wèi)生、精密儀器、航空航天、信息通訊等各個(gè)領(lǐng)域。目前微量注射成型技術(shù)主要采用螺桿塑化微量聚合物，極少情況采用柱塞塑化。前者存在小直徑螺桿加工困難、塑化不均勻、單次塑化量多于要求的注射量、小直徑螺桿壽命較短及熔體充填困難等問題:后者塑化效果差，同時(shí)也面臨熔體充填困難的問題?；诔暡ㄋ芑奈?/p>

2、量注射成型技術(shù)可以很好解決前述問題，并且能夠大幅度降低能源消耗、簡(jiǎn)化注塑裝置以及降低成本，因此成為微量注塑成型中的研究重點(diǎn)。
　　本文在前人的研究基礎(chǔ)上，對(duì)超聲波微量塑化機(jī)理進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)單克超聲波微量注塑裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)超聲波摩擦生熱效應(yīng)和超聲波粘彈性效應(yīng)進(jìn)行理論分析。針對(duì)超聲波空化效應(yīng)，根據(jù)彈性液體中RPNNP方程（空化氣泡運(yùn)動(dòng)方程），利用四階龍格-庫塔法和MATLAB軟件，模擬分

3、析超聲波空化效應(yīng)中各參數(shù)的影響及其較佳工藝參數(shù)。
　　(2)采用ANSYS對(duì)聚合物塑化過程中溫度的變化進(jìn)行模擬。僅考慮超聲波能流的作用，材料選為聚合物L(fēng)DPE（低密度聚乙烯），將超聲波能流從頂部作用于聚合物模型，模擬探究其塑化過程。
　　(3)參考國內(nèi)外研究成果，確定一種超聲波微量注塑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案;計(jì)算超聲波注塑系統(tǒng)的主要性能參數(shù)，即塑化部分及注射部分主要性能參數(shù);根據(jù)前面的方案和計(jì)算，設(shè)計(jì)一種超聲波微量注塑系統(tǒng):首先對(duì)注

4、塑系統(tǒng)中的超聲波系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要對(duì)超聲波工具頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)超聲波系統(tǒng)其他關(guān)鍵部件進(jìn)行設(shè)計(jì)選型，然后對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、塑化腔及模具等進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后建模整個(gè)超聲波微量注塑系統(tǒng)。
　　(4)對(duì)設(shè)計(jì)的工具頭及整個(gè)注塑裝置進(jìn)行仿真模擬，探究其合理性。采用ANSYS軟件對(duì)超聲波工具頭進(jìn)行振動(dòng)分析，即利用模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析模擬其振型、固有頻率和放大系數(shù)等參數(shù)，驗(yàn)證工具頭設(shè)計(jì)的合理性;利用ADAMS軟件對(duì)注射過程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真，得到其