快速熱循環(huán)注塑工藝實驗及模擬研究.pdf

1、注塑成型技術由于能夠生產結構復雜的制品，并且生產精度和生產效率高，能夠實現批量化生產，在塑料的成型技術中占有極其重要的位置。傳統(tǒng)的注塑工藝由于在整個生產周期中模具溫度都保持恒定，而為了保證生產效率，模溫一般維持在較低水平，因此在填充階段，塑料熔體遇到冷的模具壁就會形成冷凝層，會降低熔體的流動性，導致塑件的表面質量較差，加工精度較低。為了滿足人們對塑料制品高精度、高力學性能和高表面質量的要求，快速熱循環(huán)注塑工藝(RapidHeatCycl

2、eMolding，RHCM)應運而生。RHCM工藝采用的是動態(tài)的模溫控制策略，在填充之前采用一定的加熱方式使模具溫度快速提高到塑料的玻璃化轉變溫度以上，填充結束后再通入低溫冷卻介質實現模具的快速冷卻，在保證生產效率的同時，塑件表面高光澤度、無熔接痕，可避免打磨、噴涂等二次加工工序。
　　 本論文圍繞RHCM工藝，通過模擬和實驗相結合的方式分析了RHCM工藝特點和原理，探討了RHCM工藝冷卻過程中的冷卻時機和冷卻速率對塑件質量的影

3、響，研究了RHCM工藝在非結晶性高分子材料和結晶型高分子材料的加工過程中的應用情況。
　　 論文首先針對RHCM工藝的變模溫工藝特點，模擬了不同模具型腔表面溫度下熔體的填充過程，分析了模具溫度變化對注射壓力、鎖模力、凍結層因子和壁上剪切應力等的影響。基于模擬分析，在殘余應力、翹區(qū)、縮痕及體積收縮率等方面，對傳統(tǒng)注塑工藝和RHCM工藝進行了對比分析，研究了RHCM工藝的對塑件質量的影響規(guī)律。
　　 通過模擬研究，分析了冷卻

4、速率和冷卻時機對塑件質量的影響規(guī)律。填充階段結束后的冷卻是RHCM工藝中非常重要的一個環(huán)節(jié)，不僅決定了該工藝的生產效率，并且對塑件的最終質量也有很大影響。本文通過模擬分析不同冷卻時機和冷卻速率下塑件的翹曲變形和縮痕指數，研究了冷卻速率與冷卻時機對塑件翹曲和縮痕的影響規(guī)律，優(yōu)化獲得了最佳的冷卻時機和冷卻速率。
　　 以苯乙烯(PS)和聚丙烯(PP)為例，分別對結晶型和非結晶型高分子材料的RHCM工藝進行了實驗和模擬研究。利用實驗室