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三层共挤成型界面偏移和挤出胀大的影响因素

工程塑料应用 2023年第12期51卷 86-91页

作者：张广冬王林峰宋树权盐城工学院机械工程学院江苏盐城224051

共挤成型方法在聚合物加工领域有着广泛的应用,主要用于复合板材、管材、薄膜和异型材的成型。共挤制品层厚的准确性和均匀性对复合材料的性能尤为重要,其主要影响因素包括复合界面偏移和挤出胀大。针对三层板材共挤成型,笔者采用有限... 详细信息

共挤成型方法在聚合物加工领域有着广泛的应用,主要用于复合板材、管材、薄膜和异型材的成型。共挤制品层厚的准确性和均匀性对复合材料的性能尤为重要,其主要影响因素包括复合界面偏移和挤出胀大。针对三层板材共挤成型,笔者采用有限元分析软件Polyflow对两种聚合物熔体的等温三层共挤成型进行了数值模拟,其中内层材料为聚乙烯(PE),外层材料均为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。分析了内外层入口流率比(Q_(r))、内外层熔体零剪切黏度比(η_(r))以及流道压缩角对界面偏移和挤出胀大的影响规律。结果表明,在三层共挤成型中,随着Q_(r)的增大,成型段和自由射流段的共挤界面向共挤制品的外侧移动,自由射流段的挤出胀大也随之增大。当Q_(r)为1时,挤出成型后三层熔体的层厚基本相同,此时层厚的均匀性最佳。随着ηr的增大,界面偏移和挤出胀大均随之减小。流道压缩角对自由射流段的界面偏移和挤出胀大的影响较小。由于压缩角的存在,与单材料挤出成型相比,三层共挤模具的成型段长度应相应的增大,以保证复合界面的结合强度。

关键词：共挤成型数值模拟界面偏移挤出胀大压缩角

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微流挤出成形工艺挤出胀大机理研究

机械设计与制造 2022年第5期375卷 132-137页

作者：孔劲松孙文彬周婧段国林河北工业大学机械工程学院天津300130 天津科技大学机械工程学院天津300222

微流挤出成形是陶瓷快速成形领域的一种新兴工艺,由微流挤出成形工艺和3D打印技术结合形成的陶瓷浆料3D打印,具有陶瓷成形过程简单,成本低的优势。在陶瓷浆料3D打印中,陶瓷浆料挤出过程存在挤出胀大现象,导致挤出丝的形状发生改变,降低... 详细信息

微流挤出成形是陶瓷快速成形领域的一种新兴工艺,由微流挤出成形工艺和3D打印技术结合形成的陶瓷浆料3D打印,具有陶瓷成形过程简单,成本低的优势。在陶瓷浆料3D打印中,陶瓷浆料挤出过程存在挤出胀大现象,导致挤出丝的形状发生改变,降低了陶瓷产品的成形精度。通过ANSYS软件对不同流道结构下陶瓷浆料挤出过程进行模拟分析,对不同流道下陶瓷浆料挤出胀大情况进行对比,并对挤出压力和挤出口挤出速率进行模拟计算。结果表明:影响陶瓷浆料挤出胀大的因素有陶瓷浆料在流道截面变化处的弹性效应以及在挤出头内的弹性回复,最后进行陶瓷浆料挤出实验对仿真结果进行验证。

关键词：陶瓷浆料3D打印微流挤出成形挤出胀大模拟分析

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高聚物挤出胀大的迭代稳定分步算法模拟

机械工程学报 2010年第2期46卷 47-54页

作者：王伟李锡夔韩先洪大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023 青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室青岛266042 上海交通大学塑性成形工程系上海200030

重构引入有限增量微积分过程的压力稳定质量守恒方程,以克服因流体不可压缩性引发的压力场空间分布虚假振荡现象。采用离散的弹性-粘性应力分裂技术以在缺失纯粘性项情况下保持动量方程弱形式中的椭圆项贡献。利用迎风流线方法离散粘弹... 详细信息

重构引入有限增量微积分过程的压力稳定质量守恒方程,以克服因流体不可压缩性引发的压力场空间分布虚假振荡现象。采用离散的弹性-粘性应力分裂技术以在缺失纯粘性项情况下保持动量方程弱形式中的椭圆项贡献。利用迎风流线方法离散粘弹性Phan-Thien-Tanner本构方程中的对流项,基于Crank-Nicolson隐式差分格式的迭代稳定分步算法求解质量、动量守恒方程和本构方程。用流函数法追踪和确定移动自由面,对等温低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯熔体的挤出胀大进行数值模拟,数值结果与相关文献和试验结果吻合得较好。

关键词：粘弹性流有限元法分步算法挤出胀大

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聚丙烯发泡塑料挤出胀大行为的实验研究

中国塑料 2003年第10期17卷 50-53页

作者：周文管王喜顺蔡业彬彭玉成华南理工大学工业装备与控制工程学院塑料橡胶装备及其智能化研究中心广东广州510640 华南理工大学机械工程学院

使用HAAKE挤出流变仪研究了聚丙烯发泡塑料挤出胀大行为 ,考察了毛细管数、螺杆转速和温度等参数与PP发泡塑料挤出胀大的关系 ,同时指出气泡的存在对发泡制品挤出胀大有较大影响。

关键词：聚丙烯发泡塑料挤出胀大毛细管数螺杆转速温度 HAAKE挤出流变仪

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振动力场对聚合物挤出胀大的影响

材料科学与工艺 2008年第2期16卷 235-238页

作者：曾广胜瞿金平华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室广州510640 华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心湖南工业大学包装新材料与技术重点实验室湖南株洲412007

为了改善聚合物材料的挤出胀大现象,将振动力场引入聚合物的挤出过程.采用动态毛细管流变仪对不同振动参数下的挤出胀大进行研究,建立了相应的物理模型和数学模型,并借鉴前人的工作成果,运用数学推导得到了挤出胀大与振动参数间关系的... 详细信息

为了改善聚合物材料的挤出胀大现象,将振动力场引入聚合物的挤出过程.采用动态毛细管流变仪对不同振动参数下的挤出胀大进行研究,建立了相应的物理模型和数学模型,并借鉴前人的工作成果,运用数学推导得到了挤出胀大与振动参数间关系的解析式.研究表明:随着振动频率和振幅的增加,挤出胀大呈非线性减少,并最后趋于稳定.

关键词：毛细管挤出胀大聚合物电磁动态

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PP/HGB复合材料熔体的挤出胀大行为

华南理工大学学报（自然科学版） 2006年第9期34卷 86-89页

作者：梁基照钟明强华南理工大学工业装备与控制工程学院广东广州510640

应用XNR-400A型熔体流动速率仪，在190～230℃及荷载P为1．0～8．0kg的范围内，考察了中空玻璃微珠（HGB）填充聚丙烯（PP）复合材料的挤出胀大行为．结果表明，在200℃下，挤出胀大比B随着剪切应力的增加而提高，两者之间大致上呈线性... 详细信息

应用XNR-400A型熔体流动速率仪，在190～230℃及荷载P为1．0～8．0kg的范围内，考察了中空玻璃微珠（HGB）填充聚丙烯（PP）复合材料的挤出胀大行为．结果表明，在200℃下，挤出胀大比B随着剪切应力的增加而提高，两者之间大致上呈线性函数关系；当P为3．80kg时，B随着温度的升高而下降，两者之间基本上呈线性关系．在190℃时，B随着HGB体积分数（φf）的增加而呈非线性减小；当φf为10％，P为3．80kg时，B随着HGB粒径的增加而有所提高．

关键词：聚丙烯中空玻璃微珠复合材料挤出胀大

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聚合物气辅共挤成型中挤出胀大的数值模拟

高分子材料科学与工程 2010年第5期26卷 171-174页

作者：黄益宾柳和生黄兴元徐磊南昌大学聚合物加工研究室江西南昌330031

以一矩形截面共挤型材为例,采用Giesekus本构方程和Navier滑移模型建立数值模型,使用EVSS、SU等有限元方法对气辅共挤和传统共挤时两种聚合物熔体在口模内外的等温粘弹流动做了三维数值模拟,得到了气辅共挤和传统共挤时的挤出胀大率、... 详细信息

以一矩形截面共挤型材为例,采用Giesekus本构方程和Navier滑移模型建立数值模型,使用EVSS、SU等有限元方法对气辅共挤和传统共挤时两种聚合物熔体在口模内外的等温粘弹流动做了三维数值模拟,得到了气辅共挤和传统共挤时的挤出胀大率、速度场、应力场及剪切速率分布。对模拟结果进行了分析和对比,结果表明,气辅共挤能消除挤出胀大和模外熔体偏转流动现象;气辅共挤时两相熔体的速度场均匀一致,熔体流动稳定,呈柱塞状挤出;熔体表面的切向和法向应力为零,因而可有效提高挤出速率,并防止制品表面"鲨鱼皮"现象的出现。

关键词：挤出胀大气辅共挤粘弹流动有限元方法三维数值模拟

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高分子材料的挤出胀大和熔体破裂

高分子材料科学与工程 2008年第9期24卷 36-40页

作者：肖建华柳和生黄兴元南昌大学机械工程学院江西南昌330031

挤出胀大和熔体破裂不仅是高分子流变学研究的热点,而且对工业生产有重要的指导作用。文中回顾了近五年来在挤出胀大和熔体破裂方面的研究进展,并简要介绍了国内外降低或消除挤出胀大和熔体破裂的主要方法。

关键词：挤出胀大熔体破裂降低

生物凝胶微孔挤出胀大的有限元模拟与三维打印成形

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机械工程学报 2014年第19期50卷 151-157页

作者：于永泽陈海萍胡庆夕上海大学快速制造工程中心上海200444

由于挤出胀大现象的存在,在室温条件下通过三维打印技术(Three-dimensional printing,3DP)成形的凝胶组织工程支架与输入的目标支架原始模型相比,内部微观孔隙结构精度与孔隙率明显降低。针对这一问题,采用流体计算软件Polyflow对明胶-... 详细信息

由于挤出胀大现象的存在,在室温条件下通过三维打印技术(Three-dimensional printing,3DP)成形的凝胶组织工程支架与输入的目标支架原始模型相比,内部微观孔隙结构精度与孔隙率明显降低。针对这一问题,采用流体计算软件Polyflow对明胶-海藻酸钠共混体系交联形成的生物凝胶材料在挤出成形过程中通过喷头直径过渡段时流线的收缩与离开喷头后的挤出胀大现象进行有限元模拟,着重分析凝胶黏度与供料压力对挤出胀大的影响规律,并通过试验验证模拟的合理性。提出将挤出胀大引起的尺寸变形误差引入支架模型的设计过程。通过数值模拟与试验结果的对比,合理调整模型中纤维间距,利用得到的最佳工艺参数进行凝胶组织工程支架的三维打印成形。结果表明,支架内部的微观孔隙结构精度和孔隙率与理想支架要求近似吻合。通过对生物凝胶挤出胀大的模拟分析,可为凝胶组织工程支架的精确打印成形提供理论依据和技术指导。

关键词：凝胶支架三维打印挤出胀大有限元法孔隙率