软布基拉链注塑工艺参数优化研究

作     者：胡茗朝 

作者单位：浙江科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张莉;曹淼龙

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：注塑成型 残余应力 热应力 模流仿真 正交试验 

摘      要：注塑成型技术是高分子材料制备成型的主要方法之一,但是由于注塑过程温度变化复杂,导致塑件在注塑过程中极易产生残余应力,从而使塑件产生翘曲、收缩等缺陷。而热应力是引起制件产生残余应力的主要原因之一。因此,了解注塑过程中的制件温度变化,以及注塑工艺与热应力间的影响关系能够为减少热应力提供理论帮助。本文以拉链注塑为例,通过ANSYS软件分析拉链链牙在注塑过程中的温度与热应力的变化并通过Moldflow软件结合正交试验选取一组合适的工艺参数从而减少拉链的翘曲变形,从而提高拉链成型质量。主要工作如下:以单颗八号塑钢拉链为模型,通过ANSYS软件模拟链牙在注塑以及顶出冷却过程中的温度变化以及热应力变化,发现热应力集中位置为链牙表面与布腔连接处,除此之外链牙在成型顶出前后模具温度与熔体温度对热应力的影响规律并不相同。结合链牙模具温度与熔体温度对热应力的影响规律,对拉链布带注塑过程中的热应力进行分析,通过ANSYS软件对其进行仿真,结果发现布带中间部分与布筋的交界处由于温度差距过大存在热应力集中的现象,通过对不同的模具温度以及熔体温度进一步仿真发现,降低模具温度与熔体温度可以减少应力集中处的最大热应力,除此之外当拉链顶出后布带会产生一定程度的变形,变形量随模具温度的降低而减小,且经实验验证了结果。利用Moldflow软件对拉链链牙进行模流仿真分析,发现翘曲变形是影响链牙成型的重要因素。以链牙X方向的最大收缩变形为优化目标,将包括热流道在内的链牙为仿真对象,以注射时间、熔体温度、保压时间、模具温度为试验因素,通过四因素四水平正交试验,得到较优的一组工艺参数组合:注射时间2s,熔体温度195℃,保压时间2.5s,模具温度70℃。经仿真验证,优化后X方向最大收缩变形降低了8.09%。最后,通过实验验证,所提的优化工艺参数可有效改善链牙注塑成型质量。