超聲波輔助精密微注塑機(jī)理及應(yīng)用研究.pdf

1、微注塑成型技術(shù)的注塑產(chǎn)品的應(yīng)用和潛在市場(chǎng)在逐年擴(kuò)大，特別是在生物醫(yī)學(xué)、微型光學(xué)和微型傳感器等領(lǐng)域的需求大幅增加。對(duì)微注塑小型零件的復(fù)雜程度、加工精度和加工效率等方面的要求也在逐漸提高。但是目前還沒(méi)有形成較完善的聚合物微注塑成型理論體系，這就使得微注塑的實(shí)際加工缺乏理論指導(dǎo)，對(duì)于復(fù)雜的、高深寬比的微注塑件仍不能達(dá)到精度要求。本文在現(xiàn)有微注塑成型技術(shù)基礎(chǔ)上，將超聲波高頻振動(dòng)作用引入微注塑成型過(guò)程中，利用數(shù)值模擬和成型工藝，分析超聲波對(duì)聚合物

2、流動(dòng)性能和微注塑件的成型質(zhì)量影響，對(duì)合理設(shè)置成型工藝參數(shù)和提高微注塑件的成型質(zhì)量具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 本文通過(guò)將超聲波引入到微注塑成型的加工過(guò)程中，以粘性流體力學(xué)、傳熱學(xué)、聚合物流變學(xué)和微注塑件成型加工理論為基礎(chǔ)，采用理論研究、數(shù)值分析、聚合物流動(dòng)性能測(cè)試和微陣列微注塑件成型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，圍繞超聲作用對(duì)微小流道中聚合物的熔體的流動(dòng)特性和微尺度下熔體的流變特性等問(wèn)題，開(kāi)展了超聲波作用下微注塑的理論和成型工藝等方

3、面的研究。基于自主開(kāi)發(fā)的聚合物超聲波輔助擠出測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)超聲波作用下聚合物流動(dòng)性能進(jìn)行測(cè)試和分析，比較了施加超聲波作用前后聚合物熔體的口模壓降和流道中聚合物熔體粘度變化。結(jié)果顯示，加入超聲振動(dòng)后，聚合物熔體零口模壓力降顯著降低；超聲波作用下聚合物粘度有明顯減低，并且隨著流道長(zhǎng)度的增加，超聲波對(duì)聚合物粘度的作用逐漸減弱。以微針陣列結(jié)構(gòu)為典型件，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了超聲波輔助微針陣列注塑工藝試驗(yàn)，驗(yàn)證了超聲波作用對(duì)微注塑成型過(guò)程中聚合物熔體的作用效