HDPE厚壁注塑制件成型冷卻過(guò)程的CAE分析.pdf

1、由于塑料制件輕便且不易腐蝕，在許多應(yīng)用領(lǐng)域塑件將逐漸取代傳統(tǒng)金屬材料，但塑料的強(qiáng)度和模量遠(yuǎn)低于金屬，在許多工程制品應(yīng)用中人們通過(guò)塑件的壁厚和鋼塑復(fù)合等方法增強(qiáng)，然而注塑成型厚壁制件，存在較大的收縮率和殘余應(yīng)力，塑件的成型質(zhì)量難以控制。
　　 本課題采用注塑成型分析軟件MOLDFLOW和有限元分析軟件ANSYS，模擬分析了邊長(zhǎng)為20mm、30 mm和40mm三種HDPE立方體制件注塑成型冷卻過(guò)程中各壁厚層溫度變化情況，溫度變化對(duì)材

2、料各壁厚層的結(jié)晶度的影響，工藝參數(shù)對(duì)制件各壁厚層的收縮和殘余應(yīng)力的分布的影響，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)制件縮孔及表面凹陷的形成位置和大小進(jìn)行了研究。
　　 分析結(jié)果表明：
　　 1）模具溫度升高，厚壁塑件表層和芯層結(jié)晶度均增大，且表層結(jié)晶度增大幅度較芯層大，導(dǎo)致表芯層結(jié)晶度差異減小。相同模溫下，制件厚度越大，各厚層結(jié)晶度越大。
　　 2）模具溫度和保壓時(shí)間對(duì)厚壁塑件體收縮率影響較大，模溫升高，表層體收縮率較芯層急劇增大，表芯

3、體收縮率差異減?。槐簳r(shí)間越長(zhǎng)，芯層體收縮率較表層減小幅度大，表芯體收縮率差異減小。塑件厚度越大，表芯層體收縮率差異越大。而表芯體收縮率的差異是塑件成型缺陷產(chǎn)生的重要原因。
　　 3）厚壁塑件表層殘余應(yīng)力較芯層大，且模溫較高時(shí)，各層殘余應(yīng)力較小。塑件厚度越大，表層殘余應(yīng)力越大。
　　 從CAE模擬分析結(jié)果可知，較高的模溫條件下，可以注塑得到內(nèi)部不存在縮孔、結(jié)構(gòu)密實(shí)的厚壁塑件。本課題也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果顯示，熔體溫度為2