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汽车诊断器支架微孔注塑成型工艺参数优化

工业技术创新 2019年第2期6卷 15-19页

作者：靳赛赛田菲苏州市职业大学机电工程系江苏苏州215104

为优化汽车诊断器支架浇注过程,研究分析微孔注塑成型工艺的参数。以碳酸钙增强聚丙烯(PP-T20)为成型材料,利用CATIA建立汽车诊断器支架3D模型;将模型导入Moldflow,考察浇口位置对充填时间和充填末端压力的影响,得到熔体流动平衡的两浇... 详细信息

为优化汽车诊断器支架浇注过程,研究分析微孔注塑成型工艺的参数。以碳酸钙增强聚丙烯(PP-T20)为成型材料,利用CATIA建立汽车诊断器支架3D模型;将模型导入Moldflow,考察浇口位置对充填时间和充填末端压力的影响,得到熔体流动平衡的两浇口浇注系统。选取模具温度、熔体温度、初始气体浓度及减重比共四个因素,每个因素下设置四个层级,开展L_(16)(44)正交试验,考察工艺参数对微孔半径的影响度。优化工艺方案为:模具温度70℃,熔体温度230℃,初始气体浓度0.25,减重比6%或8%。对浇口尺寸一致,浇口位置不同的两套方案进行检验,表明气泡半径均随标准厚度的增大而减小,且位置离浇口越远,气泡半径变小得越快。两套方案下气泡半径的区别不甚显著,表明此时N2含量对气泡成核的作用已达极限。

关键词：汽车诊断器支架微孔注塑成型碳酸钙增强聚丙烯正交试验减重比

无机粒子对PP微孔发泡/模内装饰复合注塑成型影响研究

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无机粒子对PP微孔发泡/模内装饰复合注塑成型影响研究

作者：何博武汉理工大学

学位级别：硕士

微孔发泡注塑成型工艺能够有效的提高塑料制品的减重率、冲击性能、隔热性能等,但是由于拉伸强度、弯曲强度等力学性能的下降,以及表面质量的问题极大的限制了这项工艺的应用范围。本文采用微孔发泡/模内装饰复合注塑成型工艺来改善零... 详细信息

微孔发泡注塑成型工艺能够有效的提高塑料制品的减重率、冲击性能、隔热性能等,但是由于拉伸强度、弯曲强度等力学性能的下降,以及表面质量的问题极大的限制了这项工艺的应用范围。本文采用微孔发泡/模内装饰复合注塑成型工艺来改善零件的表面质量,并且采用添加无机粒子的方法来改善零件的力学性能。本文采用实验研究,分析了无机粒子的种类、粒径、含量对于微孔发泡/模内装饰复合注塑成型的力学性能、表面质量、结晶性能的影响规律,并分析了无机粒子的变化对泡孔形态及分布的影响规律;通过实验结果与理论分析,以及宏微观对比,揭示了无机粒子对于复合成型零件力学性能的增强增韧机理、以及对表面质量的改善机理,并且揭示了无机粒子对于泡孔形态与分布的影响机理。研究无机粒子的种类、粒径及含量对微孔发泡/模内装饰复合成型零件力学性能、表面质量、结晶性能等的影响。实验结果表明通过减小无机粒子的粒径与改变无机粒子含量能够有效的改善发泡零件的力学性能,在添加6wt%纳米碳酸钙时,发泡复合材料的综合力学性能较好,拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度分别达到22.02MPa、26.0MPa和38.1kJ/m,并且通过对比发泡零件与未发泡零件的力学性能的差异,揭示了无机粒子对发泡零件增强增韧机理,无机粒子的本身增强效果以及对泡孔的改善作用均能够有效的提高发泡材料的力学性能,同时无机粒子对于聚丙烯结晶的促进作用也是改善零件力学性能的原因之一;通过对发泡零件带膜侧表面的SEM进行分析,研究了不同的无机粒子添加时零件的表面质量,结果发现无机粒子对填充过程中泡孔成核的促进作用,以及无机粒子对熔体强度的提升是影响零件表面质量的主要原因。研究了无机粒子对发泡零件泡孔形态及分布的影响。分别讨论了发泡零件在沿着熔体流动方向与垂直熔体方向上的泡孔结构,结果发现通过减小无机粒子粒径与适量添加纳米碳酸钙能够有效的提高发泡零件的泡孔密度,减小泡孔的尺寸,但是会增加平行方向的泡孔变形量,在纳米碳酸钙含量为6wt%时垂直方向泡孔形态最好,泡孔尺寸为37.6μm,而泡孔密度达到了3.14×10个/cm;并且研究了在该工艺下,无机粒子对于泡孔不对称分布的影响,结果发现通过添加无机粒子能一定程度上改善芯层泡孔的偏移距离,但是对两个过渡层的泡孔形态的差异没有得到较好改善;通过对泡孔形态及分布的研究,也更好的解释了发泡材料的力学性能的变化规律。最后通过理论模型,研究了在复合成型工艺下的泡孔的成核、长大、变形及分布,结果发现无机粒子的添加提供的潜在成核点数目是影响泡孔成核效率的主要因素;无机粒子添加对于粘度的影响导致了泡孔的变形增大;不对称的温度与粘度场是导致泡孔不对称分布的主要原因。

关键词：微孔注塑成型无机粒子力学性能表面质量泡孔结构

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微孔发泡注塑隔热模具涂层热模拟优化分析

塑料科技 2021年第1期49卷 10-13页

作者：张晓芳李运会布祎南阳农业职业学院河南南阳473000

从环境影响和控制成本的角度考虑,得到高表面质量的微发泡制品具有一定的难度。通过添加模具涂层实现被动成型温度的控制已经受到了极大的关注。在该研究中,将不同厚度ZrO_(2)材料涂覆在模具型腔表面,使用P20作为模具材料进行微孔注塑成... 详细信息

从环境影响和控制成本的角度考虑,得到高表面质量的微发泡制品具有一定的难度。通过添加模具涂层实现被动成型温度的控制已经受到了极大的关注。在该研究中,将不同厚度ZrO_(2)材料涂覆在模具型腔表面,使用P20作为模具材料进行微孔注塑成型PP熔体,通过使用Ansys Workbench正交模拟优化分析熔体与模具的界面温度,模拟结果显示涂层厚度对界面传热速率影响最为显著,最终得到在ZrO_(2)涂层作用下最优参数组合:模具温度60℃,熔体温度240℃,涂层厚度0.4 mm,为改善微发泡制品表面质量提供数据支持。

关键词：微孔注塑成型涂层界面传热速率模拟分析

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超临界微孔注塑聚碳酸酯制品泡孔形态的研究

超临界微孔注塑聚碳酸酯制品泡孔形态的研究

作者：张亚涛郑州大学

学位级别：硕士

由于微孔注塑成型涉及到注塑成型、超临界流体控制等因素,生产过程的稳定性和可重复性一直是技术的瓶颈,对于工艺-制品形态结构-性能间的关系一直是研究的重点。本文以超临界氮气(N)微孔注塑成型的聚碳酸酯(PC)制品为研究对象,通过试... 详细信息

由于微孔注塑成型涉及到注塑成型、超临界流体控制等因素,生产过程的稳定性和可重复性一直是技术的瓶颈,对于工艺-制品形态结构-性能间的关系一直是研究的重点。本文以超临界氮气(N)微孔注塑成型的聚碳酸酯(PC)制品为研究对象,通过试验和数值模拟两种手段,分析泡孔形态与成型工艺、制品品质间的关系,以利于更好地利用微孔成型技术生产高性价比的微孔制品。完成的工作如下: 首先,依据正交试验法中的六因素三水平正交表,采用N的超临界流体和PC微孔注塑成型方板形试验制品。第二,通过扫描电子显微镜(SEM)、电子天平、游标卡尺和SmileView软件对试验所得制品进行表征。系统地研究了制品不同位置截面上的泡孔形态、皮层(或芯层)厚度的分布规律,讨论了形成这些形态、形貌的原因;并对泡孔密度的表征方法进行了比较分析。第三,利用试验和数值模拟两种手段,研究微孔注塑成型工艺参数(熔体温度、模具温度、注射速度、SCF比例、背压压力、预塑量)对截面泡孔密度(单位面积上的泡孔个数)、泡孔直径、皮层相对厚度和制品重量的影响程度。对于浇口附近的泡孔直径,试验和数值模拟的结果基本一致;综合考虑截面泡孔密度、泡孔直径、皮层相对厚度和制品重量四个指标,用正交试验法得出了正交表中最好的工艺条件。最后,利用SEM对微孔制品的表面缺陷进行了研究。结合SEM结果,研究了表面缺陷与泡孔形态间的关系;分析了漩涡状流痕和银纹的成因。

关键词：微孔注塑成型泡孔形态表面缺陷正交试验法扫描电子显微镜

Taguchi正交实验技术在微孔注塑中的应用

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橡塑技术与装备 2009年第7期35卷 7-10页

作者：谢英姬国华刘萌萌翟明郑州大学橡塑模具国家工程研究中心河南郑州450002

基于CAE,应用Taguchi正交实验技术,采用变量分析研究了微孔注塑成型工艺参数(塑料熔体温度、模具温度、超临界流体含量,以及熔体预注射量)对微孔注塑件泡孔尺寸的影响,找出其中影响较大的因素作为重点关注对象,从而为实现优化工艺、改... 详细信息

基于CAE,应用Taguchi正交实验技术,采用变量分析研究了微孔注塑成型工艺参数(塑料熔体温度、模具温度、超临界流体含量,以及熔体预注射量)对微孔注塑件泡孔尺寸的影响,找出其中影响较大的因素作为重点关注对象,从而为实现优化工艺、改变泡孔尺寸、改善制品质量提供有价值的参考。

关键词：微孔注塑成型 CAE Taguchi正交试验技术工艺优化

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聚酯PET的反应挤出及其微孔发泡的研究

聚酯PET的反应挤出及其微孔发泡的研究

作者：袁海涛华东理工大学

学位级别：硕士

PET发泡材料具有良好的力学性能、耐高温性能、耐溶剂性能以及可回收的优点,具有广泛的应用前景,但其较低的熔体强度限制了其在发泡领域的应用。本文通过反应挤出结合固相缩聚过程,通过添加扩链剂PMDA对常规线性PET进行改性,制备得到了... 详细信息

PET发泡材料具有良好的力学性能、耐高温性能、耐溶剂性能以及可回收的优点,具有广泛的应用前景,但其较低的熔体强度限制了其在发泡领域的应用。本文通过反应挤出结合固相缩聚过程,通过添加扩链剂PMDA对常规线性PET进行改性,制备得到了特性粘度为1.37dL/g,熔融指数为2.5g/1Omin的高熔体强度PET(?) DSC测试表明该PET具有典型的熔融双峰特性。流变行为测试表明,该PET具有明显的剪切变稀现象,粘弹性都有很大的提高,说明改性PET分子具有长链支化结构。针对回收瓶片PET,通过筛选扩链剂及优化工艺条件对其进行改性,制备了特性粘度为1.15dL/g,熔融指数为3.7g/1Omin的高熔体强度PET。结果表明,扩链剂官能团数越少,对该回收PET扩链效果越好,扩链效果依次为TGIC>PMDA>ADR4370。熔融间歇发泡的结果表明,相比于未改性回收PET,发泡性能有了极大的提高。采用Mucell平台,以超临界氮气(scN2)为发泡剂,研究了两种不同熔体强度PET的微孔注塑成型过程,重点分析了微孔注塑工艺条件对材料泡孔结构、机械性能的影响。结果表明,对于不同PET制备相同样条时,其最优化工艺条件相同;两种PET的发泡制品的拉伸、冲击和弯曲比强度相比于实体制品,都有所提高;其中高熔体强度PET-2最优工艺下,其拉伸比强度提高18%,减重20.98%,冲击比强度提高5%,减重4.69%,弯曲比强度提高18%,减重12.21%。

关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 反应挤出固相缩聚微孔注塑成型

聚丙烯欠注成型发泡材料泡孔形态和表面质量的研究

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聚丙烯欠注成型发泡材料泡孔形态和表面质量的研究

作者：王恒贵州大学

学位级别：硕士

聚合物微孔发泡材料的研究满足节约材料、降低成本、减少能耗的发展现状,其应用价值在很多领域均得到体现。微孔成型方法主要有模压成型发泡、间歇发泡、连续挤出发泡、注塑成型发泡等,其中注塑成型发泡由于成型周期短、尺寸精确度高、... 详细信息

聚合物微孔发泡材料的研究满足节约材料、降低成本、减少能耗的发展现状,其应用价值在很多领域均得到体现。微孔成型方法主要有模压成型发泡、间歇发泡、连续挤出发泡、注塑成型发泡等,其中注塑成型发泡由于成型周期短、尺寸精确度高、自动化程度高等,在工业化生产中具有良好的发展前景。目前,释压发泡成型和欠注发泡成型是微孔注塑成型技术中最主要的成型方式。释压发泡成型通过瞬间改变模具型腔体积来实现压力的释放,制备的微孔材料的泡孔质量好,但是需要的模具结构复杂,设备成本和操作难度高,且不能成型复杂制件。欠注发泡成型克服了释压发泡成型的不足,其在普通注塑设备上就可以实现复杂制品的发泡,成为目前研究的热点。虽然欠注发泡成型在成本和制品成型上具有独特的优势,但是发泡制品内部的泡孔变形和表面银纹气痕等缺陷严重制约了其工业化生产。因而揭示泡孔变形和表面缺陷的形成过程和机理,通过工艺调控来制备泡孔质量良好和表面无缺陷的发泡材料是欠注注塑发泡急需解决的关键问题。因此,本文以聚丙烯为基体材料,通过探讨释压发泡和欠注发泡的发泡环境及发泡过程,探讨了引起泡孔形貌和表面质量差异的主要原因,同时设计了气体反压装置,分析了气体反压的作用方式,揭示了发泡环境对泡孔形貌和表面质量的影响机理。主要研究内容和成果如下:（1）通过分析释压发泡和欠注发泡的泡孔结构,发现释压发泡试样在不同区域的泡孔均匀性好、泡孔密度高、泡孔尺寸小。而欠注发泡试样在不同位置的泡孔形态差异较大,泡孔成核和树脂迁移都在充模阶段进行,泡孔随着树脂的迁移而长大,受到流动场影响明显;在近浇口处泡孔受流动场影响较小,泡孔形态较好,在远浇口处因受到较大的流动场影响泡孔变形严重。通过分析和论证发现增大树脂的熔体压力,减小树脂的迁移距离,增大泡孔膨胀的约束力均可以有效降低泡孔在充模阶段的变形程度,使泡孔趋于圆形结构。（2）通过设计气体反压装置来有效的控制熔体充模过程中的压力。通过施加气体反压,增大了树脂充模过程中的熔体压力,提高了泡孔成核能垒,降低了泡孔的成核速率,有效改善了泡孔形貌,减小了泡孔变形层厚度,拓宽了规则泡孔层的厚度。（3）随着气体含量的增大,泡孔成核速率增大,泡孔密度增大,泡孔直径减小,但使变形泡孔成为规则圆形结构时所需的气体反压增大;在现有实验条件下,综合考虑泡孔密度、泡孔直径和气体反压,当发泡剂含量为0.75%,气体反压为0.6MPa时,所制得的发泡材料泡孔形貌最好,此时泡孔直径为44.97μm,泡孔密度为2.48×10～8cells/cm。（4）在微孔欠注发泡成型过程中,充模阶段熔体前沿的泡孔破裂和气体逸出是造成表面质量变差的主要原因。气体反压的增大,使充模时的熔体压力增大,泡孔成核速率降低,泡孔破裂和气体逸出的几率降低,制品表面质量提高。发泡剂含量减小,表面质量变好,所需的临界气体反压压力减小。

关键词：微孔注塑成型聚丙烯欠注成型泡孔形貌表面质量