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微发泡注塑制品表面质量的优化研究

中国塑料 2022年第2期36卷 19-26页

作者：翟玉娇信春玲何亚东闫宝瑞乔林军北京化工大学机电工程学院北京100029

以聚丙烯(PP)和高纯氮气为原料,采用高压短时和低压长时两种注气方式进行了微发泡注塑实验,并在以低压长时为注气方式的实验中,在不同熔体温度、注气压差和储料长度下,研究了冷却时间与制品表面出现大气泡概率之间的关系。结果表明,通... 详细信息

以聚丙烯(PP)和高纯氮气为原料,采用高压短时和低压长时两种注气方式进行了微发泡注塑实验,并在以低压长时为注气方式的实验中,在不同熔体温度、注气压差和储料长度下,研究了冷却时间与制品表面出现大气泡概率之间的关系。结果表明,通过高压短时注气方式得到的制品表面出现大气泡的概率较高,严重影响制品质量;采用低压长时注气方式,制品表面出现大气泡的概率显著降低;延长冷却时间可以完全消除制品表面的大气泡,且在一定范围内,熔体温度越高、注气压差越大、储料长度越大,消除大气泡所需要的最佳冷却时间越长。

关键词：微发泡注塑大气泡注气方式冷却时间工艺参数

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微发泡注塑注气系统优化及工艺研究

微发泡注塑注气系统优化及工艺研究

作者：安华亮北京化工大学

学位级别：硕士

微发泡注塑能在保证制品力学性能的同时降低制品质量,并在加工工艺和制品其他性能上有很大改善,因此微发泡注塑技术得到了广泛应用。注气系统是微发泡注塑中十分重要的组成部分,现有的微发泡注塑注气系统,很容易在注气开始瞬间产生气涌... 详细信息

微发泡注塑能在保证制品力学性能的同时降低制品质量,并在加工工艺和制品其他性能上有很大改善,因此微发泡注塑技术得到了广泛应用。注气系统是微发泡注塑中十分重要的组成部分,现有的微发泡注塑注气系统,很容易在注气开始瞬间产生气涌现象,这会导致制备的单相熔体不够均匀,最终使制品出现质量问题。本课题首先搭建可视化实验平台,对现有注气系统进行注气过程的可视化研究,在不同压力条件下进行可视化注气实验,分析高速录像采集的注气过程中的气泡状态变化,同时采集可视化装置内压力的变化并进行数据处理分析,证明气涌现象真实存在,并找到气涌量与压力的数学关系。此后针对气涌现象的形成机理,提出一种带有低压支路的注气系统优化方案并进行可视化验证,对实验数据进行处理分析并与未改进前的注气系统可视化实验结果进行比较。判断改进后的注气系统对抑制气涌现象的有效性,得到注气过程与限流元件孔径和压力的关系。在可视化实验证明注气系统改进有效的基础上,使用改进后的注气系统进行微发泡注塑实验,以限流孔径、熔体背压、注气压差和注气时间为因素,设计四因素三水平DOE实验,对微发泡注塑制品的性能进行测量,分析制品性能的稳定性,研究实验因素对微发泡制品注气量、减重比和冲击强度的影响并进行优化设计。针对现有的微发泡注塑注气控制系统和数据采集系统相互独立,同步性差,实验操作复杂的不足之处,重新设计基于LabVIEW的集注气控制和数据采集于一体的微发泡注塑注气测控系统,大大提高了实验效率和测控精度。

关键词：微发泡注塑注气系统气涌可视化实验 DOE实验

微发泡注塑注气系统的智能化控制及关键工艺参数的研究

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微发泡注塑注气系统的智能化控制及关键工艺参数的研究

作者：李亦哲北京化工大学

学位级别：硕士

微孔发泡塑料目前占据了塑料制品中很大的比例,并且在各个行业中均有很大的使用量。在制造微孔发泡制品时最常用的一种成型方式是使用超临界流体(氮气或二氧化碳)作为发泡剂注入到注塑机的熔融物料中,通过对注塑机相关工艺参数的控制将... 详细信息

微孔发泡塑料目前占据了塑料制品中很大的比例,并且在各个行业中均有很大的使用量。在制造微孔发泡制品时最常用的一种成型方式是使用超临界流体(氮气或二氧化碳)作为发泡剂注入到注塑机的熔融物料中,通过对注塑机相关工艺参数的控制将两者混合成单相溶液,随后在模具中通过瞬时压力降的作用制得含有微小、致密泡孔的塑料制品,泡孔的平均直径不超过10μm。该成型技术中非常关键的一步就是将高压的超临界流体在螺杆后退的阶段持续、均匀、稳定地注入到注塑机机筒中,因此本文根据微发泡注塑成型技术对超临界流体输送系统的特殊要求及高压超临界流体的特殊性质,对超临界流体注气系统的气体流量控制关键部件进行系统研究,为微发泡注塑成型智能化控制系统设计奠定基础。首先对影响注气流量及注气速率的气涌现象进行系统研究,分析了气涌的形成原理,并在此基础上,改进了注气系统,提高了注气精度及注气均匀性。在气涌的研究基础上还研究了整个注气过程,以实现超临界流体的稳定输送,建立了超临界流体在该注气系统下的注气流量控制模型,为实现超临界流体输送全自动化控制奠定了理论基础。最后结合超临界流体限流式注入方式进行了系统的微发泡注塑实验,研究了影响减重比的主要工艺参数。在此基础上,搭建了微发泡注塑成型智能化控制框架,并对入机交互界面做了整体设计。

关键词：超临界流体限流元件气涌微发泡注塑

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微发泡注塑系统的工艺参数研究及智能化控制

微发泡注塑系统的工艺参数研究及智能化控制

作者：段涛北京化工大学

学位级别：硕士

微发泡材料因其性能优异和成本经济而备受推崇,以超临界流体为物理发泡剂的微发泡注塑工艺目前已广泛应用。在更快的工业发展速度和更高的产品质量要求下,微发泡注塑技术工艺的进步和完善,依旧刻不容缓而且永无止尽。本课题分析与实验... 详细信息

微发泡材料因其性能优异和成本经济而备受推崇,以超临界流体为物理发泡剂的微发泡注塑工艺目前已广泛应用。在更快的工业发展速度和更高的产品质量要求下,微发泡注塑技术工艺的进步和完善,依旧刻不容缓而且永无止尽。本课题分析与实验相结合,探究了超临界流体微发泡注塑过程中多项工艺参数的作用效果,并基于此设计搭建了新型智能化控制平台。本文首先考察了微发泡注塑工艺中注气系统的特征,结合实验现象探究得出初始气涌的形成机理.:填补管路间隙而形成的注气残余,因限流盲区而形成气涌。由此提出了基于LabVIEW的气涌量测量方案。进一步探究影响气涌量的关键因素,得出管路间隙和注气压差对气涌量的大小存在显著作用。综合分析,给出了从实验设备(尽可能减小间隙)和工艺调节(合理缩小注气压差)两方面减小气涌影响的解决方案。为了探究微发泡注塑工艺的相关参数指标,通过大量对比实验分析了储料长度、注气压力、熔体背压等参数的整体可调范围,以及其对初始气涌量、注气总量和制品减重的影响效果,并构建出相关数学模型。借助软件考察工艺参数的响应效果,判断其各自的影响显著性。对参数组合进行优化处理,系统预判得到最优化的组合方案,用此以指导实际生产。为明确模具温度对微发泡注塑制品的作用效果,构建模型并模拟仿真了不同模具温度下,制品多方面性质的变化。搭建模具温度调控系统,设计对照实验观测和对比,以考察模具温度对制品的泡孔形态、力学性能和表面质量的作用关系。借鉴现有的微发泡注塑系统控制原理,结合工艺参数模型,提出以LabVIEW为核心的新型控制方案,配置硬件平台、编译软件程序并设计人机交互界面,构建新型控制系统,最终优化了微发泡注塑成型的自动化和智能化控制。

关键词：微发泡注塑气涌工艺参数模具温度智能控制

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长玻纤增强PP微发泡注塑工艺

工程塑料应用 2022年第8期50卷 72-78页

作者：孙文博信春玲何亚东翟玉娇闫宝瑞北京化工大学机电工程学院北京100029

选用长玻纤增强聚丙烯(PP/LGF)为原料,利用扫描电子显微镜(SEM)具体分析了不同发泡质量下的制品截面,利用DOE软件分析工艺参数对纤维断裂的影响,通过减重率将制品的平均残余纤维长度、泡孔结构与力学性能建立联系,最终给出合理工艺建议... 详细信息

选用长玻纤增强聚丙烯(PP/LGF)为原料,利用扫描电子显微镜(SEM)具体分析了不同发泡质量下的制品截面,利用DOE软件分析工艺参数对纤维断裂的影响,通过减重率将制品的平均残余纤维长度、泡孔结构与力学性能建立联系,最终给出合理工艺建议。得出以下结论,纤维增强微发泡复合材料具有明显“三明治”结构;与未发泡制品相比,微发泡制品内平均残余纤维长度提高了25.1%~89.6%;注气量与注塑压力对平均残余纤维长度影响较为显著,提高平均纤维残余长度可以降低发泡对制品带来的力学损失;在实际生产过程中,首先需要考虑产品目标的减重比,根据减重比的大小来调控平均残余纤维长度以及其发泡质量,以达到目标减重比的同时减少力学性能的损失。

关键词：长玻纤增强聚丙烯微发泡注塑纤维断裂工艺参数力学性能

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微发泡注塑成型技术的研究和应用

橡塑技术与装备 2019年第10期45卷 30-34页

作者：王如波王勇夏欣宁波海天塑机集团有限公司长飞亚技术科浙江宁波315801

介绍了微发泡技术的发展情况和基本原理,阐述了微发泡注塑成型技术,对MuCell系统在海天注塑机上的应用做了详细的分析,概述了微发泡注塑系统的优势和具体应用。包括MuCell微发泡专用的塑化单元,塑化单元辅助设备,螺杆位置控制功能,提供... 详细信息

介绍了微发泡技术的发展情况和基本原理,阐述了微发泡注塑成型技术,对MuCell系统在海天注塑机上的应用做了详细的分析,概述了微发泡注塑系统的优势和具体应用。包括MuCell微发泡专用的塑化单元,塑化单元辅助设备,螺杆位置控制功能,提供必要的信号给微发泡系统,注塑机操作界面加入MuCell相关操作,急停互联等。

关键词：微发泡注塑 MuCell,塑化系统超临界流体海天长飞亚

玻纤增强微发泡注塑成型制品等效弹性矩阵的计算

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模具技术 2016年第3期 7-10,18页

作者：覃宇航吴国洪梅琼风严波上海交通大学材料科学与工程学院上海200030 东莞市横沥模具科技产业发展有限公司广东东莞523460

玻纤增强发泡注塑的复杂工艺导致其注塑制品在厚度方向上微结构明显分成3层:表层、过渡层和芯层,对注塑制品力学性能影响很大。针对各层的纤维取向、气泡大小和形状,按照均匀化理论,建立了分层和分级的代表性体积单元(Representative Vo... 详细信息

玻纤增强发泡注塑的复杂工艺导致其注塑制品在厚度方向上微结构明显分成3层:表层、过渡层和芯层,对注塑制品力学性能影响很大。针对各层的纤维取向、气泡大小和形状,按照均匀化理论,建立了分层和分级的代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)模型,并通过C++编程实现对RVE模型的等效弹性力学性能的均匀化求解。对玻纤增强汽车门板发泡件进行的等效弹性力学分析结果显示,均匀化求解结果与试验结果吻合,验证了分层和分级建立的均匀化理论模型具有较高的工程适用性,为进一步预测纤维增强微发泡注塑件的其他力学性能,优化微发泡注塑工艺提供了科学的参考和依据。

关键词：微发泡注塑玻纤增强均匀化理论体积单元等效模量

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应用微发泡注塑工艺的门护板轻量化研究

汽车工艺与材料 2018年第1期 60-63页

作者：厉研中国第一汽车股份有限公司长春130011

以某车门护板的开发过程为例,探讨微发泡注塑技术在门护板总成上的应用研究。该技术减轻了产品质量,加快了注塑的节拍,降低注塑模的锁模力,在实现零件轻量化的同时,提升生产效率,节约能耗,对于汽车内饰件的设计和工艺选择具有一定的参... 详细信息

以某车门护板的开发过程为例,探讨微发泡注塑技术在门护板总成上的应用研究。该技术减轻了产品质量,加快了注塑的节拍,降低注塑模的锁模力,在实现零件轻量化的同时,提升生产效率,节约能耗,对于汽车内饰件的设计和工艺选择具有一定的参考价值。

关键词：乘用车门护板微发泡注塑轻量化

含气材料的可压缩性在注塑微发泡中的研究与应用

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中国塑料 2024年第8期38卷 69-75页

作者：徐敬一罗宝树汪胜旺陈剑波葛福炯杨雅凤何亚东余姚华泰橡塑机械有限公司余姚315400 北京化工大学机电工程学院北京100029

利用改进的常规微发泡注射成型机可对预塑含气聚合物熔体产生高压而实现了注射成型的压力-体积-温度(PVT)的在线测量。通过对聚苯乙烯和聚丙烯的含气或不含气熔体在一定温度下的压力-体积(PV)行为进行研究,发现含气聚合物熔体的可压缩... 详细信息

利用改进的常规微发泡注射成型机可对预塑含气聚合物熔体产生高压而实现了注射成型的压力-体积-温度(PVT)的在线测量。通过对聚苯乙烯和聚丙烯的含气或不含气熔体在一定温度下的压力-体积(PV)行为进行研究,发现含气聚合物熔体的可压缩性远大于不含气聚合物熔体。在实际应用中,含气聚合物熔体的较大的可压缩性可用于辅助注射和加快气体融入熔体过程从而提高发泡质量。另一方面,根据含气聚合物熔体的可压缩性大而存在的安全隐患所做的压力释放试验,首次在国内提出了新的含气材料注射成型的安全操作指导。

关键词：微发泡注塑聚苯乙烯聚丙烯含气熔体可压缩性安全压力-体积