微注塑成型技术进展论文
微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展
塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRY第49卷第2期2021年2月微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展∗任亦心1ꎬ刘君峰1ꎬ许忠斌1ꎬ∗∗ꎬ王金莲2ꎬ∗∗∗ꎬ虞伟炳3ꎬ应建华3(1.浙江大学能源工程学院ꎬ浙江杭州310027ꎻ2.杭州科技职业技术学院ꎬ浙江杭州311402ꎻ3.浙江赛豪实业有限公司ꎬ浙江台州318020)㊀㊀摘要:微孔发泡注塑技术是实现塑料轻量化设计的重要途径ꎮ在简要回顾微孔塑料发泡注塑成型工艺的基础上ꎬ重点介绍了微孔发泡注塑成型设备的发展动向ꎮ从注气㊁塑化㊁注射㊁模具和辅助系统等五个模块ꎬ分析总结工艺要求及多种国外产业端的先进设备特点和解决方案ꎮ文中重点论述多个成功应用的生产设备创新案例ꎬ并对微孔发泡注塑成型技术和设备的未来发展趋势进行展望ꎮ关键词:微孔泡沫塑料ꎻ注塑成型ꎻ设备ꎻ轻量化设计中图分类号:TQ320 66+2㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1005-5770(2021)02-0012-04doi:10 3969/j issn 1005-5770 2021 02 003开放科学(资源服务)标识码(OSID):TechnicalProgressofMicrocellularFoamInjectionMoldingProcessandEquipmentRENYi ̄xin1ꎬLIUJun ̄feng1ꎬXUZhong ̄bin1ꎬWANGJin ̄lian2ꎬYUWei ̄bing3ꎬYINGJian ̄hua3(1.CollegeofEnergyEngineeringꎬZhejiangUniversityꎬHangzhou310027ꎬChinaꎻ2.HangzhouPolytechnicꎬHangzhou311402ꎬChinaꎻ3.ZhejiangSaihaoIndustrialCo.ꎬLtd.ꎬTaizhou318020ꎬChina)Abstract:Microcellularinjectionmoldingwasanefficientandimportantapproachappliedinthelightweightplastics.Basedonabriefreviewofmicrocellularinjectionmoldingprocessꎬthedevelopmenttrendofthemoldingequipmentofmicroporousplasticfoaminjectionwasmainlyintroduced.Theprocessrequirementsandthecharacteristicsandsolutionsofvariousadvancedequipmentinforeignindustrieswereanalyzedandsummarizedfromfivemodulesꎬsuchasꎬgasinjectionꎬplasticizingꎬinjectionꎬmoldandauxiliarysystem.Manysuccessfulappliedproductionequipmentcaseswerediscussedꎬandthefuturedevelopmenttrendofmicrocellularfoaminjectionmoldingtechnologyandequipmentwasprospected.Keywords:MicroPorousFoamPlasticꎻInjectionMoldingTechnologyꎻEquipmentꎻLightweightDesign轻量化设计是未来塑料加工技术的趋势之一ꎮ塑料轻量化不仅有助于节省原料成本ꎬ对于汽车㊁航天航空等产业更意味着产品整体性能和竞争力的提升ꎮ微孔发泡注塑成型是在这个背景下发展起来的新技术ꎮ其最大的优势在于能进一步激发塑料轻量化的潜能ꎮ同时ꎬ该技术还可减少缩痕㊁翘曲变形和内应力区域[1]ꎬ降低锁模力和注塑压力ꎬ实现节能环保ꎮ特殊制备的微孔发泡塑料还可以根据产品需求具备一些功能特性ꎬ例如隔热[2]㊁隔声[3]㊁较低的介电常数等ꎮ近年来ꎬ国内外产业端的需求和环保政策的导向使发泡注塑成型技术成为领域内的研究热点ꎬ也促使该工艺不断发展和完善ꎮ但是微孔发泡注塑成型设备和工艺关键技术大多为国外大型公司如Trexel㊁Arburg㊁Engel等所垄断ꎬ在一定程度上制约了国内产业的发展ꎮ本文介绍了微孔发泡注塑成型的原理和工艺过程ꎬ结合国内外产业界具体的设备创新案例ꎬ就微孔发泡注塑设备的各个功能模块分别展开综述ꎬ并对今后微孔发泡注塑的发展趋势进行了展望ꎮ1㊀微孔发泡注塑成型工艺过程微孔发泡注射成型的原理是利用快速改变温度㊁压力等工艺参数的方法ꎬ使聚合物-熔体气体均相体系进行微孔发泡而成型制品[4]ꎮ以Trexel公司的MuCell技术为典例ꎬ微孔发泡注塑设备及其过程中对应的两相形态变化如图1所示ꎮ首先ꎬ由高压气瓶提供超临界流体(通常为氮气或二氧化碳ꎬ典型剂量为0 2%~1 0%)ꎬ在螺杆回收期间通过喷射器以精确的流率注入混合段机筒内已经熔化的聚合物中ꎻ在螺杆向前输送物料的同时ꎬ特殊设计的螺杆混合段元件把气体切碎㊁搅混ꎬ使其均匀溶解在聚合物熔体中ꎬ形成塑料熔体-气体均相体系ꎮ有些设备还会专门设置扩散室进一步均化ꎮ由于止回阀和封闭式射咀的存在ꎬ均相体系能在高压下保持不发生离析ꎬ这是均匀成核的条件ꎮ随后ꎬ该体系将通过封闭式射咀高速注入已充压缩气体的模腔ꎮ模腔内足够高的压力防止21∗国家自然科学基金资助项目(52073247)ꎬ浙江省教育厅一般科研项目(Y201941430)ꎬ浙江大学项目(校合-2020-KYY-533005-0041)∗∗通信作者xuzhongbin@zju edu cn㊀㊀∗∗∗通信作者wangjinlian83@126 com作者简介:任亦心ꎬ女ꎬ1998年生ꎬ本科ꎬ主要从事高分子成型加工方面的研究ꎮ第49卷第2期任亦心ꎬ等:微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展气泡在充模阶段生长ꎮ充模完成后ꎬ型腔内压力骤降ꎬ气体在聚合物中形成非常高的过饱和度ꎬ极不稳定ꎮ高能态分子聚合诱发形成泡核ꎮ随着外部压力继续减小ꎬ气泡迅速膨胀ꎬ直至模腔被充满㊁物料凝固ꎮ图1㊀微孔发泡注塑成型设备及工艺对应两相形态简图Fig1㊀Schematicillustrationofamicrocellularinjectionmoldingequipmentsetandthecorrespondingtwo ̄phasemorphology相对于普通注射成型ꎬ气体的加入导致了系统额外的可变工艺参数ꎬ因此微孔发泡注塑成型过程要复杂得多ꎮ许忠斌等[5]曾系统地分析了影响微孔塑料注射成型过程的重要工艺参数ꎬ包括注射压力㊁注射时间㊁熔体温度等ꎮKastner等[6]也曾就改变各个工艺参数进行过最终塑料制品力学性能的测试ꎮ微孔发泡过程工艺参数的复杂性要求设备的设计者必须深入了解原理ꎬ准确控制各部分参数ꎬ最大程度利用微孔发泡的优势而减少其负面影响ꎮ2㊀微孔发泡注塑成型设备典范2 1㊀注气系统注气系统即实现发泡剂注入聚合物体系的设备模块ꎮ不同的设备注气系统所在位置和注气形式各不相同ꎬ但均需要考虑能否精确控制注剂量㊁能否为后续的两相混合预留时间或提供基础ꎮ最后ꎬ注气系统的成本和可拆卸性也越来越成为重要的参考ꎮ注气系统所在位置主要可分为均化段机筒处和喷嘴处ꎮ注气系统接入均化段的机筒的典型案例有Trexel公司的MuCell注塑机ꎮ该系列注塑机将微孔发泡技术最早实现商用ꎮ早期的MuCell注塑机用泵通过旁路阀控制注入量ꎻ随后先后引入了阻力元件㊁歧管系统㊁伺服电机系统等ꎬ实现精准注气和同步计量ꎮ目前ꎬ最新T系列注塑机拥有对新用户友好的智能给料控制系统ꎬ仅要求操作员输入装料质量和超临界氮的百分比ꎮ其注气系统会根据螺杆位置信号的反馈自动控制单个或多个位置的注气喷嘴开闭ꎬ根据实际熔胶时间和压力降情况调节打气时间和流速ꎬ实现注气环节智能化ꎮ然而该技术对已有注塑机的机筒㊁螺杆改造程度大ꎬ对起始投入资金要求高ꎮ针对此ꎬTrexel公司在2019年塑料技术大会上发布了可代替端盖ꎬ用螺栓加装在标准化的螺杆/机筒上的新型螺杆尖端加料模块ꎬ如图2b所示ꎮ该技术使得新机不需要特殊的定制螺杆㊁机筒和止回环ꎬ能够方便地切换回传统注塑ꎬ灵活适应生产ꎮa-传统MuCell定制螺杆b-MuCell新型螺杆尖端加料模块c-Optifoam技术鱼雷体状注气喷嘴d-ProFoam技术及其颗粒锁e-IQFoam颗粒-SCF气体注气方式图2㊀微孔发泡注塑成型技术案例示意图Fig2㊀Casediagramsofmicrocellularinjectionmoldingtechnology注气位置同样在均化段的还有意大利NegriBossi公司在2017年法国国际塑料行业解决方案展览会上推出的泡沫微孔成型方案(FMC)ꎮ与MuCell不同ꎬFMC将气体从螺杆尾部引入螺杆内部的通道中ꎬ并通过螺杆均化段上的一系列 喷针 注入熔体聚合物ꎮ该方法无需对机筒进行更换ꎮ另一个常见的注气位置在喷嘴处ꎬ经典的工业案例有31塑㊀料㊀工㊀业2021年㊀㊀Sulzer化学技术公司和德国亚琛大学塑料加工研究所(IKV)的Optifoam以及Demag公司的Ergozell技术ꎮ如图2cOpti ̄foam[7]在注气时设计了一种鱼雷体状有环形间隙结构的喷嘴ꎮ该环形间隙由可通过气体的特殊烧结的金属制成ꎬ可将SCF由此注入聚合物流道ꎬ既使注入时气体与熔体之间的接触表面最大化ꎬ又可防止聚合物渗出流道ꎮ使用这个注气系统ꎬ只需更新传统注塑机的喷嘴即可ꎮ但相较于均化段注塑ꎬ该方法建议的注射速度更小ꎮ在注气形式上ꎬ除了上述的注入超临界流体外ꎬ一些公司和研究所还开发了不需使用超临界流体的微孔发泡技术来避免造价高昂的超临界流体控制系统ꎮ例如塑胶颗粒-气体的混合注气方式ꎮ如图2dꎬArburg和IKV开发的ProFoam技术[8-9]可以将自创的颗粒密封锁安装在任何常规注塑机的料斗和进料口之间ꎮ颗粒锁内的密封舱将颗粒聚合物从环境压力转移到发泡剂压力ꎬ在恒压储存仓中用气体浸渍ꎮ颗粒锁有专门的控制器ꎬ全过程仅新增一个发泡剂的压力参数ꎮ从整体上ꎬ该技术除了加入防气体流失的螺杆尾部额外密封外ꎬ无需干预原增塑单元ꎮ大众汽车公司构思并申请专利㊁预计近几年投产的IQFoam[10]采用类似的方式ꎬ如图2eꎬ通过调节阀门以及两个致动器ꎬ在中低压下将气体与颗粒一起引入塑化系统ꎮProTech公司在2018年国际塑料加工贸易展览会上首次展示的SomosPerfoamer制造解决方案也采取将粒料经过浸渍送入一台或多台注塑机内的类似做法ꎮ塑胶颗粒 气体的注气方式体现了工业生产中模块化思想ꎬ通过可拆卸的组件进行扩展ꎬ从而灵活适应生产需求ꎮ但是在如何加快这种形式的气固吸收㊁缩短间歇注入的周期的问题上还有研究的空间ꎮ目前研究领域也提出了诸多代替超临界流体实现发泡的想法ꎮYusa等[11]开发的微孔发泡技术将物理发泡剂通过喷射阀和特殊螺杆运动的配合直接从气瓶中注入到熔融聚合物中ꎮ该装置形态与MuCell装置类似ꎬ新增一个排气循环系统ꎬ在聚合物饱和时将气体回收ꎬ不饱和时再次注入气体ꎮ在此基础上ꎬWang等[12]实现了用空气作为发泡剂进行微孔塑料的制备ꎬ并验证得到相比于氮气和二氧化碳发泡剂更细腻均匀的微孔结构ꎬ具有较好的商业前景ꎮ2 2㊀塑化系统塑化系统是微孔发泡注塑机的核心组成部分ꎬ它是实现聚合物机械塑化㊁加热塑化和两相混合的场所ꎮ对于注气位置靠前的设备ꎬ往往会从优化螺杆的角度促进两相混合ꎮ专为微孔发泡而开发的螺杆主要需考虑:提高塑化能力和分散混合能力㊁降低熔体温度不均匀性㊁防止发泡熔体中气体溢出逆流等ꎮ例如ꎬTrexel为MuCell技术定制的螺杆具有长径比大的特点ꎬ塑化段后设置提高聚合物/气体混合效果的混炼元件ꎮ螺杆上的后止回阀和前止回阀使得混合段保持高压ꎬ防止混合物向进料区和喷嘴膨胀ꎮ对于注气位置偏后的设备ꎬ通过螺杆机械混合时间极短的工艺ꎬ例如Ergocell和Optifoam[13]ꎬ塑化系统会在螺杆到喷嘴之间专门设置混合室㊁扩散室等来强化气体在聚合物中的扩散和均化ꎮ其中ꎬOptifoam采取了高压静态混合室ꎬ使得两相混合更充分ꎮErgocell则采用动态混合室ꎬ由电机驱动旋转ꎬ连接气体计量模块ꎬ加在标准化的塑化装置前端ꎬ该设计使得注入气体的混合速度独立于螺杆转速ꎬ让塑化过程和两相混合过程分别控制在最优参数下ꎮ2 3㊀注射装置在微孔发泡技术的注射环节ꎬ压降速率的增加会使得熔体成核速率提高ꎬ泡核均含气量减少ꎮ因此注射时的压降速率是得到均匀尺寸及分布的微孔的关键加工参数ꎮ提高压降速率的方式有提高注射速度㊁缩小喷嘴尺寸和延长喷嘴通道等ꎮ例如ꎬMuCell注塑机喷嘴大小相较等效实心注塑缩小了九成ꎻ微孔发泡注塑机的塑化系统和注塑系统的动力装置也通常是分离的ꎬ分别提供较高的分散混合能力和注射速率ꎮ由于熔体黏度降低ꎬ微孔发泡注射装置的注射压力相比于传统注塑可降低40%~50%ꎮ注射喷嘴通常选择封闭式喷嘴以防止气体泄漏和提前发泡ꎮ2 4㊀模具装置模具系统是塑料发泡成型的场所ꎬ同时具有了监控和调整塑料发泡过程的功能ꎮ为防止充模时期的预发泡ꎬ用于微孔发泡注塑的模具中通常会注入压缩气体ꎮ当塑料熔体被高速注入模腔时ꎬ该部分气体产生反压阻碍压降ꎮ因此微孔发泡的模具系统需具备高效排气进气系统ꎬ以便产生均匀的充模流场ꎮ由于注射速度高ꎬ连接流道和型腔的浇口截面积相对较大ꎮ对于传统注塑过程ꎬ模腔压力已被广泛应用作为监控成型过程的参量ꎮ但微孔发泡注塑中ꎬ在充模即将结束时压力就已经比较低的情况下ꎬ发泡过程的模腔压力很可能无法单独作为有用的反馈量ꎮ针对此ꎬBerry等[13]的研究提出可以通过快速响应热电偶和传统的压力传感器的结合来监控㊁预测微孔发泡成型的效果ꎮ另一方面ꎬ由于聚合物发泡会自主膨胀压实型模腔ꎬ几乎不需要保压的过程ꎬ微孔发泡技术有着更节能省时的优点ꎮ2 5㊀液压系统液压系统起到支持以上系统实现低注射压力㊁高注射速率的作用ꎬ并且能在螺杆停止转动和注射开始前维持机筒内压力ꎬ固定螺杆和防止预发泡ꎮ液压系统与注塑设备是相对独立的体系ꎬ在这里不做具体展开ꎮ2 6㊀辅助系统通过微孔发泡注塑制作的产品在表面性能和力学性能可能有缺陷ꎮ针对这个问题ꎬ常采用共注射模塑㊁快速热循环㊁绝缘涂层法㊁气体对压和芯背膨胀法等[14-18]加以改善ꎬ注塑机中会相应增加辅助系统ꎮ共注射模塑是传统的改善产品表面的方式ꎬ在微孔发泡中也有运用ꎮ实心-微孔材料共注射成型设备能够解决产品表面缺陷的问题ꎮ它增设了固体表层塑料的注射筒ꎮ在加工时ꎬ先注射实心塑料作为表皮ꎬ然后注射发泡塑料作为制品芯部ꎬ最后以实心材料封口[14]ꎻ循环加热法能提高模具和聚合物熔体之间的界面温度以保证表面的质量ꎬ同时避免长时间升温41第49卷第2期任亦心ꎬ等:微孔发泡注塑成型工艺及其设备的技术进展影响成核发泡ꎬ减少能耗浪费ꎮChen等[15]采用电磁感应加热与水冷相结合的方法ꎬ实现了快速的㊁仅限于模具表面的温度控制ꎬ可消除涡流痕迹ꎮ薄膜绝缘涂层法[16]则是通过在模具的内表面添加不同厚度的聚四氟乙烯隔热薄膜ꎬ将界面温度保持在熔融温度以上ꎻ气体对压法即将模腔内气压升高ꎬ使得聚合物在填充过程中被限制发泡ꎮ一旦模腔被完全填充ꎬ表面层冷却ꎬ再减压发泡[17]ꎮ该方法还能用来控制核的生长ꎮMuCell的经典设备中应用了气体对压法ꎻ芯背膨胀法[18]在对压法的基础上发展ꎬ以高注射速度将聚合物注入腔体厚度可变的精密机械ꎬ形成固体外层 皮肤 后ꎬ模具扩张厚度ꎬ压力突然下降诱导零件内部产生泡孔ꎬ逐渐达到更低的密度ꎮ该工艺能使制品减少表面漩涡痕迹ꎬ表层变薄ꎬ制品密度更低ꎮ此外ꎬ由于总厚度的增加ꎬ也改善了包括抗弯刚度在内的部分力学性能ꎮ3㊀展望微孔发泡注塑成型技术和设备在未来会呈现如下发展趋势:1)设备复杂性降低ꎮ许多大型注塑设备企业开始涉足这一市场ꎬ他们迫切需要解决的是如何将微孔发泡技术与客户已有的普通注塑机进行适配ꎬ实现低成本的更新改造ꎮ设备研发整体朝着降低发泡设备复杂性的方向发展ꎮ2)智能化提升ꎮ随着仿真软件和人工智能技术的发展ꎬ更加智能㊁操作友好的控制系统会集成到微孔发泡注塑机中ꎮ能进行状态监测㊁仿真计算㊁智能控制及可视化呈现的辅助模块在未来也适合应用于更为复杂的微孔发泡注塑过程ꎬ在气泡形态稳定性的控制㊁表面缺陷处理上有所突破ꎮ3)关注环保领域ꎮ作为一种绿色塑料加工技术ꎬ微孔发泡还可能进一步与塑料循环利用相结合ꎮ例如对废弃塑料制品粉碎㊁再造粒和再发泡ꎻ或采用三明治结构将回收的废弃塑料发泡作为内芯等ꎮ4)关注功能材料领域ꎮ对于微孔发泡塑料功能的深入研究会让微孔发泡技术潜在的应用场景进一步拓宽ꎬ特别是在对声学㊁热学㊁减震等有要求的特殊场景中ꎮ目前ꎬ几乎所有领先的微孔发泡注塑设备厂商都是国外的企业ꎮ国内微孔发泡领域主要集中在对原料工艺方面的研究ꎬ在设备和产业化方面还处于起步阶段ꎮ为实现国内微孔发泡塑料技术革新ꎬ还需通过产学研结合ꎬ不断优化过程设备ꎬ早日实现我国塑料产业的高端化㊁智能化升级ꎮ参㊀考㊀文㊀献[1]KRAMSCHUSTERAꎬCAVITTRꎬERMERDꎬetal.Quantitativestudyofshrinkageandwarpagebehaviorformicrocellularandconventionalinjectionmolding[J].Pol ̄ymerEngineering&Scienceꎬ2005ꎬ45(10):1408-1418.[2]ZHAOJCꎬZHAOQLꎬWANGLꎬetal.DevelopmentofhighthermalinsulationandcompressivestrengthBPPfoamsusingmold ̄openingfoaminjectionmoldingwithin ̄situfibrillatedPTFEfibers[J].EuropeanPolymerJournalꎬ2018ꎬ98:1-10.[3]NEYCIYANIBꎬKAZEMINAJAFISꎬGHASEMII.In ̄fluenceoffoamingandcarbonnanotubesonsoundtransmis ̄sionlossofwoodfiber ̄lowdensitypolyethylenecomposites[J].JournalofAppliedPolymerScienceꎬ2017ꎬ134(29):45096.[4]李从威ꎬ周南桥ꎬ王全新.微孔发泡注射成型设备及技术研究进展[J].工程塑料应用ꎬ2008ꎬ36(10):76-80.LICWꎬZHOUNQꎬWANGQX.Developmentofmi ̄crocellularinjectionmoldingtechnology[J].EngineeringPlasticsApplicationꎬ2008ꎬ36(10):76-80. [5]许忠斌ꎬ吴舜英ꎬ黄步明ꎬ等.微孔塑料注射成型机理及其技术发展动向[J].轻工机械ꎬ2003(4):24-28.XUZBꎬWUSYꎬHUANGBMꎬetal.Mechanismandtechnologicaldevelopmenttrendofinjectionmoldingofmi ̄crocellularplastics[J].LightIndustryMachineryꎬ2003(4):24-28.[6]KASTNERCꎬSTEINBICHLERGꎬKAHLENSꎬetal.Influenceofprocessparametersonmechanicalpropertiesofphysicallyfoamedꎬfiberreinforcedpolypropyleneparts[J].JournalofAppliedPolymerScienceꎬ2019ꎬ136(14):47275.[7]SASANHN.OptifoamTM theflexiblesolutionforfoaminjectionmolding[M]//RapraTechnology.BlowingA ̄gentsandFoamingProcesses.Hamburg:iSmithersRapraPublishingꎬ2004:64.[8]MICHAELIWꎬKRUMPHOLZTꎬOBELOERD.Pro ̄foam anewfoamingprocessforinjectingmolding[C]//Proceedingsofthe66thannualtechnicalconferenceofthesocietyofplasticsengineers.Milwaukee:Wisconsinꎬ2008:1019-1023.[9]GAUBH.Profoam ̄cost ̄efficientprocessformanufacturingfoamedlightweightparts[J].ReinforcedPlasticsꎬ2017ꎬ61(2):109-112.[10]GÓMEZ ̄MONTERDEJꎬHAINJꎬS NCHEZ ̄SOTOMꎬetal.Microcellularinjectionmolding:Acomparisonbe ̄tweenMuCellprocessandthenovelmicro ̄foamingtech ̄nologyIQFoam[J].JournalofMaterialsProcessingTechnologyꎬ2019ꎬ268:162-170.[11]YUSAAꎬYAMAMOTOSꎬGOTOHꎬetal.Anewmi ̄crocellularfoaminjection ̄moldingtechnologyusingnon ̄su ̄percriticalfluidphysicalblowingagents[J].PolymerEn ̄gineering&Scienceꎬ2017ꎬ57(1):105-113. [12]WANGLꎬHIKIMAYꎬOHSHIMAMꎬetal.Develop ̄mentofasimplifiedfoaminjectionmoldingtechniqueanditsapplicationtotheproductionofhighvoidfractionpoly ̄(下转第67页)51第49卷第2期倪金平ꎬ等:阻燃玻璃纤维增强PA6的紫外光稳定性PlasticsApplicationꎬ2019ꎬ47(11):149-155. [10]武海花.抗老化助剂对尼龙6耐老化性能的影响[J].工程塑料应用ꎬ2017ꎬ45(7):124-148.WUHH.Effectsofanti ̄agingadditivesonanti ̄agingre ̄sistanceofPA6[J].EngineeringPlasticsApplicationꎬ2017ꎬ45(7):124-128.[11]姜建洲ꎬ虞鑫海.应用于PA6工程塑料的氮系阻燃剂的研究现状[J].合成技术及应用ꎬ2014ꎬ29(3):9-12.JIANGJZꎬYUXH.Researchprogressofnitrogen ̄con ̄tainingflameretardantsappliedinPA6engineeringplastic[J].SyntheticTechnologyApplicationꎬ2014ꎬ29(3):9-12.[12]王良民ꎬ王龙礼ꎬ刘文哲ꎬ等.含溴阻燃PBT的阻燃性及紫外光稳定性[J].塑料工业ꎬ2020ꎬ28(8):47-51.WANGLMꎬWANGLLꎬLIUWZꎬetal.Flamere ̄tardancyandultravioletstabilityofbromineflameretardedPBTcomposites[J].ChinaPlasticsIndustryꎬ2020ꎬ28(8):47-51.[13]姚培培ꎬ李琛ꎬ肖生苓.紫外老化对聚苯乙烯泡沫性能的影响[J].化工学报ꎬ2014ꎬ65(11):4620-4626.YAOPPꎬLICꎬXIAOSL.Effectofultravioletagingonpropertiesandstructureofpolystyrene[J].CIESCJournalꎬ2014ꎬ65(11):4620-4626.(本文于2020-11-05收到)㊀(上接第15页)propylenefoams[J].Industrial&EngineeringChemistryResearchꎬ2017ꎬ56(46):13734-13742.[13]BERRYM.Appliedplasticsengineeringhandbook:Mi ̄crocellularinjectionmolding[M]Bedford:WilliamAn ̄drewPublishingꎬ2011.[14]TURNGLSꎬKHARBASH.Developmentofahybridsolid ̄microcellularco ̄injectionmoldingprocess[J].In ̄ternationalPolymerProcessingꎬ2004ꎬ19(1):77-86. [15]CHENSCꎬLINYWꎬCHIENRDꎬetal.Variablemoldtemperaturetoimprovesurfacequalityofmicrocellularinjectionmoldedpartsusinginductionheatingtechnology[J].AdvancesinPolymerTechnology:JournalofthePolymerProcessingInstituteꎬ2008ꎬ27(4):224-232.[16]LEEJꎬTURNGLS.Improvingsurfacequalityofmicro ̄cellularinjectionmoldedpartsthroughmoldsurfacetem ̄peraturemanipulationwiththinfilminsulation[J].Poly ̄merEngineering&Scienceꎬ2010ꎬ50(7):1281-1289. [17]CHENSCꎬHSUPSꎬLINYW.Establishmentofgascounterpressuretechnologyanditsapplicationtoimprovethesurfacequalityofmicrocellularinjectionmoldedparts[J].InternationalPolymerProcessingꎬ2011ꎬ26(3):275-282.[18]WANGGLꎬZHAOJCꎬWANGGZꎬetal.Strongandsuperthermallyinsulatingin ̄situnanofibrillarPLA/PETcompositefoamfabricatedbyhigh ̄pressuremicrocel ̄lularinjectionmolding[J].ChemicalEngineeringJournalꎬ2020ꎬ390:124520.(本文于2020-11-09收到)㊀(上接第23页)reductionforAu(III)forcatalyticapplication[J].Pol ̄ymerꎬ2014ꎬ55(20):5211-5217.[16]吴蒙华ꎬ李智ꎬ夏法锋ꎬ等.纳米Ni ̄Al2O3复合层的超声-电沉积制备[J].功能材料ꎬ2004ꎬ35(6):776-778.WUMHꎬLIZꎬXIAFFꎬetal.StudyonthepreparationofnanoNi ̄Al2O3compositelayerbyultrasonic ̄electrodepositingmethod[J].JournalofFunctionalMate ̄rialsꎬ2004ꎬ35(6):776-778.[17]SHANMUGAMSꎬSANETUNTIKULJꎬMOMMATꎬetal.EnhancedoxygenreductionactivitiesofPtsupportedonnitrogen ̄dopedcarbonnanocapsules[J].ElectrochimicaActaꎬ2014ꎬ137:41-48.[18]EREꎬÇELIKKANH.Anefficientwaytoreducegrapheneoxidebywatereliminationusingphosphoricacid[J].RSCAdvancesꎬ2014ꎬ4(55):29173-29179.[19]MITRAMꎬMAHAPATRAMꎬDUTTAAꎬetal.Car ̄bohydrateandcollagen ̄baseddoubly ̄graftedinterpenetratingterpolymerhydrogelviaN ̄HactivatedinsituallocationofmonomerforsuperadsorptionofPb(II)ꎬHg(II)ꎬdyesꎬvitamin ̄Cꎬandp ̄nitrophenol[J].JournalofHazardousMaterialsꎬ2019ꎬ369:746-762. [20]KONGASSERIAꎬSOMPALLINꎬMODAKVꎬetal.Solid ̄stateionrecognitionstrategyusing2Dhexagonalme ̄sophasesilicamonolithicplatform:Asmarttwo ̄in ̄oneap ̄proachforrapidandselectivesensingofCdandHgions[J].MicrochimicaActaꎬ2020ꎬ187(7):1-13. [21]MADHESANTꎬMOHANAJA.Poroussilicaandpolymermonolitharchitecturesassolid ̄stateopticalchemosensorsforHgions[J].AnalticalandBioanalyticalChemistryꎬ2020ꎬ412:7357-7370.(本文于2020-10-19收到)76。
微注塑成型技术开发
微注塑成型技术开发微注塑成型技术开发微注塑成型技术是一种高精度、高效率的塑料成型技术,广泛应用于电子、医疗、汽车等领域。
随着科技的不断进步,微注塑成型技术的开发也变得日益重要。
微注塑成型技术采用了微型注射模具和微型注射机,可以将塑料材料注射到微型模具中进行成型。
与传统的注塑成型技术相比,微注塑成型技术具有更高的精度和更小的尺寸限制。
它可以生产出更精细、更复杂的塑料零件,满足了现代产品对尺寸精度和外观要求的提高。
微注塑成型技术的开发对于工业生产具有重要意义。
首先,它可以大幅提高生产效率。
微型注射机的高速喷射和高压注射使得每个周期的成型时间大大缩短,从而提高了生产效率。
其次,微注塑成型技术可以减少废品率。
由于微注塑成型技术的精度更高,零件的尺寸和外观更加稳定,从而减少了废品的产生。
此外,微注塑成型技术还可以降低生产成本。
由于微注塑成型技术采用了微型模具和微型注射机,所需的原材料和能源消耗都大大减少,从而降低了生产成本。
微注塑成型技术的开发面临着一些挑战。
首先,微注塑成型技术的研发需要具备高水平的技术和设备。
微型注射机和微型模具的研发需要投入大量的资金和人力。
其次,微注塑成型技术的应用领域有限。
目前,微注塑成型技术主要应用于电子、医疗、汽车等高精度领域,但在其他领域的应用还比较有限。
最后,微注塑成型技术的市场需求有待提升。
虽然微注塑成型技术具有很多优势,但其市场需求仍然相对较小,需要进一步推广和应用,才能实现技术的商业化。
总之,微注塑成型技术的开发对于提高塑料成型的精度和效率具有重要意义。
虽然面临一些挑战,但随着科技的不断进步和市场需求的增长,相信微注塑成型技术将会有更广阔的应用前景。
通过不断的研发和创新,我们可以进一步提高微注塑成型技术的性能,推动其在工业生产中的广泛应用。
注塑成型新技术的发展概况
注塑成型新技术的发展概况随着科技的飞速发展,注塑成型新技术不断涌现,并在工业生产中得到广泛应用。
本文将概述注塑成型新技术的发展历程、当前市场上的创新技术、面临的关键问题以及未来发展前景。
传统的塑料加工技术存在一些缺陷,如生产过程中能耗高、成型周期长,以及难以实现精密成型等。
随着科技的进步,注塑成型新技术应运而生。
这些新技术旨在提高成型效率、降低能耗、减少废品率,以及实现更精密的成型。
微注塑成型技术是一种在微型模具内进行注塑成型的工艺,具有精度高、体积小、生产效率高等优点。
该技术主要应用于精密医疗器械、汽车零部件等领域。
气体辅助注塑成型技术通过在塑料熔体中注入气体,使塑料在模具内快速充型,同时降低残余应力,提高成型质量。
该技术主要应用于大型薄壁制品的生产。
激光辅助注塑成型技术结合了激光技术和注塑成型技术,通过激光对模具进行局部加热,降低塑料熔体的粘度,从而提高充型速度和成型质量。
该技术主要应用于高精度零部件的生产。
传统注塑成型技术的成型精度较低,容易造成废品率较高。
解决这个问题,可以通过采用高精度注射机、优化模具设计以及提高操作技能等方式。
传统注塑成型技术的成型周期较长,影响生产效率。
解决这个问题,可以通过采用快速冷却系统、优化模具结构以及实现自动化生产等方式。
随着科技的不断发展,注塑成型新技术将会进一步优化和完善。
可以预见,未来的注塑成型技术将朝着更高效、更环保、更智能的方向发展。
例如,通过结合3D打印技术,实现定制化产品的生产;通过智能化技术的应用,实现自动化生产和在线监测,提高生产效率和产品质量。
随着人们环保意识的提高,环保型注塑成型技术也将成为未来发展的趋势。
注塑成型新技术的发展为工业生产带来了诸多变革和机遇。
我们期待着这些技术在未来能够为人类创造更多的价值,并推动工业生产的持续发展。
模具工业作为制造业的重要基础产业,直接影响着国民经济的发展。
近年来,随着科技的迅速发展,模具工业取得了长足的进步。
微注射成型技术国际最新发展与应用
(2)微机械制件:电动齿轮控制 器、多纤维柱塞、微垫圈、辊子、微热 交换器、微齿轮和齿轮机架、注模相互 连接设备、电子零件、表芯、微机电组 件、微模片泵、液体分离器。
(3)微型光学制件如光学透镜、光 学纤维元件等、DVD塑料基层、导光板。
(4)微执行器如微开关等。 (5)医疗用微导管、微浓度测量 仪、生物芯片、微混合器、小型药用过 滤器、人造器官等。(如表1) 微塑件产品举例: Ribcon®连接器、红外线微型分光
Plastic Molding Technology Column ·注塑成型技术 专栏
编者按:根据最新研究表明,对微制造技术的运用预期年增长速度是20%,有关微机电系统(MEMS)和微系统技术(MST)的产业市场值 将由2005年的120亿美元增加至2009年的240亿美元。因此,对微注射成型技术的研究有现实和经济上的意义。
1、微注射成型技术发展于20世纪 80年代。20世纪90年代,欧洲、日本和 美国的一些公司就与科研机构合作开发 了各类专用微注射成型机。
2、目前国外主要设备供应厂商 包括Arburg、Battenefld、Dr.Boy、
射机的注射速度为200mm/s,电气伺服马 达驱动式注射机的注射速度为600mm/s, 而微注射成型工艺通常要求聚合物熔体 的注射速度达到800mm/s以上。
微注射成型制品
1、微机电系统的发展 (1)对微制造技术的运用预期年 增长速度是20%。 随着科学技术的进步,产品不断向 微型化方向发展,产生了新世纪产业需 求的微机电系统(MEMS)技术。 微机电一直是这几年备受瞩目的研 究方向,在光通讯、3C、生化等产业的 快速进步中已可看出,产品体积持续小 型化、轻量化、功能更多样化,加上IC 的制程纳米化技术的纯熟,微细化零组 件的生产制程将有急迫性的需求。对微 制造技术的运用预期年增长速度是20%。 (2)根据最新研究表明,随着对 微型制品需求的增加,有关微机电系统 (MEMS)和微系统技术(MST)的产业市场值 将由2005年的120亿美元增加至2009年的 240亿美元。(如图1所示)
微注塑成型技术研究进展
微注塑成型技术研究进展摘要:微注塑成型与传统成型有很大的区别,其对成型材料、成型工艺及成型设备等方面都提出了不同要求。
现有很多成熟的注射成型技术和理论并不适用于微注塑成型,必须在理论和实践上对微注塑成型的特点进行系统和彻底的研究与探讨。
关键词:微注塑成型工艺CAE软件微注塑成型技术始于20世纪80年代末,是一门新兴先进制造技术。
在微注塑成型过程中,由于微制品的尺寸、体积和重量的微小使得与传统注射成型有很大的区别,微制品结构在普通工艺条件下容易出现填充不满的现象。
熔体在微型腔中的流动变得复杂。
因此若能够对微注塑成型过程进行数值模拟,预测熔体在型腔内流动行为,从而科学地选择制品、模具设计以及工艺条件的最佳方案,成为提高微制品成型的重要手段。
一、微注塑概念到目前为止,对于微注塑成型技术还没有准确统一的定义,但多数研究者都是从成型微小尺寸与微小体积塑件开始研究的。
Kukla C等[1]从微型塑件的角度,给出了微注塑成型技术的概念。
即微注塑成型技术应能够成型以下类型的塑件:1.塑件的整体结构尺寸微小2.表面具有微细结构的塑件3.微型精密塑件二、研究进展微注塑成型技术同传统注塑成型技术相比在工艺条件的设置上有很大差别,如果仍采用普通注塑成型过程时的模具温度和注射压力,通常会导致微小模具结构的型腔充填不足。
然而目前关于微注塑成型工艺条件的具体研究尚未获得一致的结果。
在Piotter V.[2]等的研究中,使用由LIGA工艺成型的微结构模具型腔进行注塑成型试验,指出必须通过提高模具温度才能保证微型塑件的成型质量。
对于无定形塑料(如PMMA,PC,PSU等),模具温度要高于其玻璃态转变温度;对于半结晶形塑料(如POM,PA等),模具温度通常要达到其结晶温度。
而且在多数情况下,塑料熔体在注射机喷嘴处的温度经常要达到材料允许的成型温度的上限。
同时他们还认为在微结构模具注射成型中,只有预先将模腔内的气体排净,才能实现微结构塑件的完全充填。
微型塑件注塑成型技术研究
微型塑件注塑成型技术研究一、微型塑件注塑成型技术概述微型塑件注塑成型技术是一种高精度、高效率的制造工艺,它在现代工业生产中扮演着重要的角色。
这种技术主要应用于生产小型塑料制品,如电子元件、医疗器械、精密仪器配件等。
微型塑件注塑成型技术以其独特的优势,如尺寸精度高、生产效率高、自动化程度高等,逐渐成为塑料制品制造领域的主流技术。
1.1 微型塑件注塑成型技术的核心特性微型塑件注塑成型技术的核心特性主要体现在以下几个方面:- 高精度:通过精密的模具设计和控制,能够实现微米级的尺寸控制。
- 高效率:自动化的生产线可以大幅提高生产效率,降低人力成本。
- 多样化材料应用:可以使用多种类型的塑料材料,满足不同产品的性能需求。
- 复杂形状制造:能够制造具有复杂几何形状的微型塑件。
1.2 微型塑件注塑成型技术的应用场景微型塑件注塑成型技术的应用场景非常广泛,包括但不限于以下几个方面:- 电子产品:如微型连接器、微型开关等。
- 医疗器械:如微型导管、微型植入物等。
- 精密仪器:如微型齿轮、微型轴承等。
- 日常生活用品:如微型玩具、微型装饰品等。
二、微型塑件注塑成型技术的工艺流程微型塑件注塑成型技术的工艺流程是实现高质量产品的关键。
整个流程包括多个阶段,每个阶段都需要精确控制以确保最终产品的质量。
2.1 材料选择与准备选择合适的塑料材料是注塑成型的第一步。
材料的选择取决于产品的最终用途、性能要求以及成本效益。
材料准备还包括干燥处理,以去除材料中的水分,防止成型过程中的气泡和裂纹。
2.2 模具设计与制造模具设计是注塑成型过程中至关重要的环节。
模具必须精确地反映产品的几何形状和尺寸。
模具制造涉及到精密加工技术,如数控加工、电火花加工等。
2.3 注塑机的选择与设置选择合适的注塑机对于保证产品质量和生产效率同样重要。
注塑机的选择应基于产品的尺寸、材料类型和生产批量。
注塑机的设置包括温度控制、压力控制和注射速度等参数。
2.4 注塑成型过程注塑成型过程包括塑料材料的熔融、注射、保压和冷却。
塑料注射成型模具的设计 模具论文
绪论国际塑料模具工业的发展的新动态快速模具( Rapid Tooling以下简称RT)制造技术是一种快捷、方便、实用的模具制造技术,是传统金属模具所不能涵盖的,亦无法取代的制模手段,它既是模具制造的一个重要分支,又是对传统金属模具的有力补充。
随着社会需要和科学技术的发展,产品的竞争愈来愈激烈,更新的周期越来越短,因而要求设计者不但能根据市场的要求很快地设计出新产品,而且能在尽可能短的时间内制造出产品,进行必要的性能测试,征求用户的意见并进行修改,最后形成能投放市场的定型产品。
用传统方法制作样件时,需采用多种机械加工机床,以及相应的工卡量具,既费时、成本又高,根本不适应日新月异的变化。
正是基于这样一个背景,快速原型、快速模具、快速样件的快速制作工艺相继涌现。
快速原型制造技术(Rapid Prototyping以下简称RP)是80年代末发展起来的一项高新技术,它是集CAD/CAM技术、激光技术、计算机数据控制技术(CNC)、精密伺服驱动技术和高分子材料合成技术于一体。
RP技术的原理就是:将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各层截面的轮廓,计算机据此信息控制激光器有选择地固化一层层的液态光敏树脂,形成一系列具有微小厚度的片状实体,再逐层聚合堆积,形成一个与所设计同样的三维实体模型,这就是第一个实物原型。
当然,原型基材不同,成型工艺亦不尽相同,但其原理是一致的。
自3D SYSTEM公司1988年推出的第一台SLA成型机后,Vantico公司适时推出的一系列光固化树脂,在全球所有的3D公司生产的SLA成型机上大量使用,表现出精度高、韧性好、耐候性强、适用范围广的特点,目前已在众多的SLA成型机上得以广泛的使用。
有了原型,接下来的后续工序即是快速模具和快速制件,Vantico公司拥有三种获取快速制模和快速制件的制作工艺,即真空注型工艺,低压灌注工艺和高温树脂型腔模具工艺。
真空注型工艺。
即用原型来翻制硅胶软模或聚氨酯软模,将硅胶或聚氨酯树脂浇入置有原型的容器内,待软模完全固化后,沿分型面裁切软模,取出原型,再将软模合模后置于带有真空装置的真空注型机内,浇注改性的聚氨酯树脂,十几分钟后,待树脂固化完毕(必要时须进行后固化处理),就可以脱模并获得形状与原型一致的塑料制件。
微注射文献综述
微注塑成型工艺研究现状及展望摘要:阐述了微注塑成型技术的工艺特点及其应用前景,分析总结了微注塑成型工艺的实验和模拟研究现状,展望了微注射成型的发展趋势。
关键词:微注塑成型;工艺参数;模拟分析Current Situation and Prospectof the process research in Micro Injection Molding Abstract:The paper elaborated the process characteristic and application trend of micro injection molding technology, then the present situation and research fields of experiment research and simulation analysis of process in micro injection molding were analyzed. The development direction and trend of micro injection molding were pointed out at last. Key words:Micro Injection Molding;Process Parameters;Simulation Analysis1 概述随着科学技术的进步,特别是微机电系统(MEMS)的发展,微注塑制品以其质量轻、体积小、抗腐蚀及绝缘性能好、尺寸一致性好、成型效率高等优点,在航空航天、精密仪器、生物与基因工程、医药工程、信息通讯、环境工程和军事等领域,得到了广泛的应用和发展[1]。
随着微塑件的应用领域不断拓展, 人们对其质量有了越来越高的要求, 获得其合理的工艺参数设置越来越迫切。
由于微塑件特征尺寸微小、模具型腔表体比较大、微小熔体具有的热量较小、微尺度效应影响熔体流动行为等原因,使得微注塑成型过程中工艺参数设置与传统注塑成型有所差别,若仍采用传统注塑成型过程时的常规设置,容易导致微注塑模具中型腔充填不足、翘曲、收缩、气穴等缺陷,从而影响塑件的质量。
探究注射成型工艺自适应优化技术的进展
探究注射成型工艺自适应优化技术的进展摘要:针对注塑成型过程中出现的不足,介绍了正交试验的设计方法,开展了模具结构及工艺参数优化设计。
在模具温度,保压压力下、以保压时间,模内冷却时间为因素,用体积收缩率表示,通过使用Moldflow软件,对型腔中熔体流动进行了仿真研究,得出了各种工艺参数对制品成型质量影响的变化趋势,得到了最优化工艺参数组合。
关键词:注射成型;优化技术;探究引言:当今社会快速发展,竞争日趋激烈,商品经济这个概念根深蒂固。
塑料制品在人们生活中发挥着越来越重要的作用,塑料制品生产的质量与成本控制,是塑料制品企业争夺的集中点。
为了提高产品性能、降低生产成本,需要采用先进的技术来实现这一目标,而注射成型工艺就是其中一个重要的方面。
注塑成型是塑料加工的一种主要成型方式,广泛使用。
注塑成型过程涉及许多复杂而又重要的物理过程。
注塑制品具有重量轻、强度大、耐腐蚀、耐摩擦、易成型等优点,被广泛应用于汽车零部件制造、电子电气产品制造、家用电器制造等领域。
尽管注塑成型广泛应用于方方面面,但在实践中因缺乏经验、塑料成分结构复杂,注塑成型工艺的影响,导致塑料件质量不过关。
尤其对于一些塑料制品来说,注塑模具是决定其质量最关键的部分之一。
因此如何摆脱工艺参数试验繁杂,提高试验成功率,由此对注塑工艺参数进行了优化,是目前各企业亟待解决的一个课题。
一、注射成型工艺产品的现状(一)熔接痕在注塑成型产品中,熔接痕属于一种常见外观缺陷,这种缺陷对塑料制品外观质量有直接的影响,甚至破坏产品力学性能。
熔接痕产生主要原因在于塑化室和浇口位置的设计不合理及工艺控制不当等。
充模时,当两股相对于聚合物熔体而言,其流动前沿聚集在一起,或者当一股在通过障碍物之后又发生了聚集,由于流动前沿的部位已降温,以致无法良好的融合,汇合时产生熔接痕,即熔接线。
对于不同形状和尺寸的注塑件而言,其熔接痕都具有一定的特征和规律。
一般表现为2种:一是在制品有镶嵌件时、孔洞或制品厚度变化很大,熔体在模具中进行着两方向的运动,交汇产生熔接痕迹。
2021塑料论文(优选8篇)范文1
2021塑料论文(优选8篇)范文 塑料是20世纪最重要的发明之一,它作为一种新型材料, 具有加工容易、成本低廉、耐用质轻等优点,使得塑料行业得到高速发展,塑料制品在我们的生产和生活中更是随处可见,。
本文整理了8篇“塑料论文范文”,希望能帮助各位学者对塑料行业有更加深刻的研究。
塑料论文(优选8篇)之第一篇:塑料成型加工技术发展现状及研究进展 摘要:塑料在目前的经济社会生活中呈现出高速发展的趋势,, 对塑料进行成型加工是完成塑料制品一个最终的过程。
对塑料成型加工的不同方法进行了研究, 分析不同技术存在的特点, 了解塑料成型加工不同的发展趋势, 促进塑料制品发展。
关键词:塑料成型,加工技术,发展现状,研究进展 塑料作为现代工业的基础性新型材料,已越来越广泛应用于国民经济的各个领域。
2018年全国塑料制品行业完成塑料制品产量达6042万吨。
塑料成型加工技术的发展水平, 在很大的程度上反映出一个国家的工业发展水平。
生态化、功能化、信息化、智能化、低能耗的塑料成型加工技术成为塑料加工行业的发展趋势。
人民不断增长的对美好生活的需求, 对于塑料制品质量以及品种多样性有了更高的需求, 这就需要对塑料成型加工技术不断进行深入研究。
1塑料成型加工主要方法 1.1塑料注射成型 注射成型主要是利用注塑机将热塑性塑料熔体在一定的压力和速度下注入模具内部冷却,通过固化获取制品的方法。
塑料注射成型对于泡沫塑料或者是热固性塑料均能够进行。
注塑具备的优点是不仅生产的速度快、效率高, 而且完全可以操作自动化, 易完成结构形状复杂制品的生产, 非常适合大批量生产, 缺点是设备和模具的投入成本较大。
1.2塑料挤出成型 塑料挤出成型简称是挤塑,对物料进行加热让其成为一种粘流状, 利用塑化系统螺杆进行挤压, 将粘流态的物料挤入机头, 利用口模截面形状形成具有一定截面形状和尺寸的连续制品的成型方法。
挤塑成型的优点就是能够形成各种各样的具有一定截面形状和尺寸的连续制品, 具有较高的生产效率, 易自动化、连续化生产。
微发泡注塑成型技术
微发泡注塑成型技术发布时间:2022-06-22T07:26:44.031Z 来源:《科技新时代》2022年5期作者:冯逍[导读] 在发泡工艺中,微发泡注塑技术的应用非常广泛。
通过微发泡注塑成型技术可以保证产品基本性能,而且具有更轻的重量,内应力更小,不容易产生表面缺陷,尤其是在一些壁厚有较大差异的产品中表现出很好的技术优越性。
文章对微发泡注塑成型技术进行分析探讨,推动该技术应用水平不断提升。
安徽鲲鹏装备模具制造有限公司1 安徽省装备模具工程技术研究中心2 安徽省滁州市 239000摘要:在发泡工艺中,微发泡注塑技术的应用非常广泛。
通过微发泡注塑成型技术可以保证产品基本性能,而且具有更轻的重量,内应力更小,不容易产生表面缺陷,尤其是在一些壁厚有较大差异的产品中表现出很好的技术优越性。
文章对微发泡注塑成型技术进行分析探讨,推动该技术应用水平不断提升。
关键词:微发泡技术;注塑成型技术;技术原理;技术优势;技术应用1引言在发泡工艺中,微发泡技术的应用越来越广泛。
该技术是一种物理发泡技术,以热塑性材料为基体,在特定的工艺条件下进行发泡,得到密度在十到几十微米范围内的微孔发泡产品。
目前,在全球微发泡技术中,应用最广泛的是美国Trexel公司研发的微发泡专利技术。
2微发泡注塑成型基本原理微发泡注塑成型过程非常复杂,大致可分为四个阶段,聚合物或气体均相体系的形成阶段、气泡孔成核阶段、气泡孔长大阶段、气泡孔成型阶段。
不同的阶段在机理上也不同,主要影响参数也不同。
在微发泡注塑成型技术中,聚合物或气体均相体系的形成阶段非常重要,该阶段的效果直接影响后面阶段,对微发泡的气泡孔成核、长大以及定型关系密切。
气泡孔成核效果的主要衡量指标是气泡孔分布和密度。
气泡孔长大阶段对气泡孔的几何形状和结构影响很大。
气泡孔成型阶段决定着气泡是否长大以及气泡结构是否能维持。
微发泡注塑成型过程中,对各个阶段的技术参数控制有较高要求,必须满足相应的条件参数,才能保证各阶段反应效果,最终得到理想的微发泡产品。
注塑模毕业论文【范本模板】
摘要注塑模具是一种生产塑胶制品的工具,也是赋予塑胶制品完整结构和精确尺寸的工具。
模具生产的最终产品的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍,因此模具工业是国民经济的基础工业,模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志[1]。
在我国,塑料工业随着国民经济整体稳定健康发展实现了跨越式发展,连续十年经济技术指标大幅递增,总产值居轻工行业第三位,出口居第五位,已成为国民经济持续发展重要的支柱产业之一[2]。
而注塑模的设计就是模具生产的关键环节之一,设计的好坏在最终影响了模具的生产效果。
随着CAD/CAM 技术的发展,模具设计也变得更加智能化、自动化。
关键字:注塑模,模具发展,CAD/CAM,ug,MoldflowInjection Mold Design of Mouse shell upper coverABSTRACTInjection mold is a tool for the production of plastic products, plastic products also give the exact dimensions of the complete structure and tools. Mold production value of the final product is often several times the value of the mold itself, a hundred times, so the mold industry is the basic industry, mold production technology level of the national economy,has become a measure of the level of a country's manufacturing important symbol。
精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文
精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文精密微塑性成形技术的现状及发展趋势论文引言微塑性成形技术主要是采用塑性变形的方式进行形成微型零件的工艺方法,在多种复杂形状微小零件作用下能够达到微米量级,所以在微型零件的制造上较为适用。
微塑性成形技术并非是传统塑性成形工艺的简单等比例缩小,其作为新的研究领域对实际的发展有着重要促进作用,故此加强这一领域的理论研究就有着实质性意义。
1 精密微塑性成形原理特征及方法分析1.1 精密微塑性成形原理特征分析科技的发展带来了生产的效率提升,在微塑性成形技术的发展过程中经历了不同时期的进步,传统的成形工艺按照比例微缩到微观领域在参数上的适应性就失去了。
而微塑性成形技术在现阶段已经成了多种学科交叉的边缘技术,实际成形中的润滑以及摩擦也与此同时发生了一些变化,所以宏观摩擦学当中的摩擦理论就不能有效适应。
但由于微小尺度下秒面积与体积的增大,所以在摩擦力就对成形造成的影响逐渐扩大,那么润滑就是比较关键的因素。
从实际的成形原理来看,在工件进行微缩化的过程中,此时在摩擦力上就会随之加大,压力的加大那么封闭润滑包中的润滑油压强也随之加大,这样就支持以及对成形的载荷实现了传递,进而对摩擦也减小了。
在工件的尺寸不断的微小化过程中,开口润滑包面积减少幅度不是很大,但在封闭润滑包的面积减少幅度就相对比较大,采用固体润滑剂的过程中由于不存在润滑剂溢出的状况所以就对摩擦系数的影响也较小。
1.2 精密微塑性成形方法分析微塑性成形工艺及方法的相关研究主要是在微冲压以及微体积成形方面,其中的微体积成形主要是进行的微连接器以及顶杆和叶片等微型的期间精密形成。
以螺钉为例,其最小的尺寸只有0.8 微米,而微成形胚料的最小直径是0.3 微米,在模压成形的微结构构建沟槽的最小宽度能够达到二百纳米。
另外在微冲压成形这一方法上最为重要的就是进行的薄板微深拉伸以及增量成形等方法。
微型器件的微塑性成形技术属于新兴的研究领域,在成形的方法上主要就是实现毫米级的微型器件精密微成形,在微塑性成形技术的不断发展下,这一技术会进一步的优化。
注塑成型工艺论文汽车座椅塑料件力学性能论文
注塑成型工艺论文汽车座椅塑料件力学性能论文摘要:无论是汽车的制造还是汽车零部件的制造,都体现着人类的智慧,通过注塑成型塑造汽车零部件,将物理中的力学应用到汽车座椅中,方便人们的使用,可见,在科技发展的今天,汽车生产越来越注重人性化,相信在不久的未来,人类的科技能更进一步发展,更好的服务于人。
注塑成型工艺一般是指在一个零部件的生产过程中,采用某个零部件的模型,将原材料浇灌到模型内,经过一段时间的冷却及成形,所生产出的零部件便会与模型一样。
但是,并不是所有的模型生产出的零部件都可以使用,有的零部件在生产过程中模型出现损坏或者浇灌过程的失误会造成零部件无法使用,有的零部件因为模型设计的错误,造成无法使用,而注塑成型工艺对汽车座椅塑料件力学性能同样产生一定的影响。
1 注塑成型工艺在汽车塑料件生产过程中的重要性首先,从汽车的整体角度看,汽车的保险杠、门护板、仪表板,座椅装饰件、灯镜本体等等,这一系列工程都是通过注塑成型的技术铸成,车的体积较大,而且要求较多,在进行焊接时要保证其美观,如果对车的整体进行一块块的安装,那么,即使车能够保证在行进过程中不发生危险,也会使车外部焊接部分,影响车的美观。
例如:在汽车发生的许多事故中,都会拖拽到汽车的售后服务中心去,进行专业的修理工作,对于车的外表,都是通过机械设备对其进行拉拽,因为塑料的可塑性较高,加之与钢铁的配合使用,使汽车较为坚固。
其次,从汽车的载体来看,汽车注塑成型的工艺可以说是汽车零部件的载体工艺。
因为汽车零部件无法组装且成型,仅靠塑料材料本身无法成为汽车零部件的一部分,利用注塑成型的方式制造汽车的零部件,美观且实用。
例如:汽车的照明灯罩,汽车因为其自身的重量较重,所以要减轻其零部件的重量,采用塑料生产,汽车的前照灯会影响人的视野也会影响行车安全,在汽车的修理部门,我们经常看到,当汽车灯罩坏掉后,不是进行专业的焊接,而是直接更换,许多爱车人士可以根据车的灯罩形状判断车的品牌,所以,车的每一个部分都会影响汽车的美观,注塑成型工艺使车的灯罩在制造过程中美观、独一无二。
浅析微型注塑技术及其加工工艺
1引言在当今多样化市场前提下,注塑工业也在不断地发展,出现了多色注塑、气体辅助以及膜内贴膜等先进的工艺。
不仅如此,在注塑机的规格方面,大吨位的注塑机以及微型注塑机也在不断更新换代。
最近几年,微型制品需求不断增多,不管是电子行业还是军工行业,都需要大量的微小注塑件,这些注塑产品在尺寸以及精度上都要求较高。
在这个前提下,微型注塑工艺也面临更大的挑战,并引起了业内的广泛关注。
2微型注塑技术研究概况目前,在汽车、仪表以及机电等支柱产业当中,塑料制品都得到了广泛应用。
塑料制品成形的方法有许多种,其主要方法为注塑成形。
世界塑料成形的模具占了注塑模具的一半以上,当前,我国注塑制品占了塑料制品总量的40%以上。
注塑成形能够制造出各种尺寸和形状的制品,微型的注塑成形往往应用在医疗卫生、计算机、电信等领域内。
由于这些领域的电子器件越来越小型化,所以,人们希望制作的制品越小越好。
微型注塑模具质量往往轻于1g,但是产品部件的质量仅仅为0.01g。
这种微注塑件形态和大型的塑件形态一样,种类都比较多。
成型微型部件系统选择方面存在两种,第一种为和模装置、注射装置以及模具等组合而成的非标准注塑装置部件。
在这种系统中,由于模具有转板,以致能够通过模具得到较为完整的塑件。
第二种系统热变温注塑。
它的基本原理为:在每个循环内,模具被加热到被加工塑料的融化温度,以此进一步提高填充模腔。
如果模腔填充满,它就会再次冷却。
为了减少冷却的时间,应该避免阴模嵌件受到温度的循环,其他模具就将保持在脱模温度下。
阴模嵌件靠着电进行加热,加热的强度是由截面积决定的。
微型注塑成型存在许多优点,例如模具的成本不高,大大减少了原料的成本。
目前,对微型注塑模具、微型注塑机成型的理论以及制造技术的研究,找到适合微型塑料制件生产的浅析微型注塑技术及其加工工艺Analysis of Micro Injection Molding Technology and Its Processing Technology李敬(华创天元实业发展有限责任公司,河北廊坊065001)LI Jing(HuachuangTianyuanIndustryDevelopment Co.Ltd.,Langfang065001,China)【摘要】随着科学技术的不断发展,微型注塑技术也在不断地更新,加工工艺也越来越先进。
转载微注塑成型技术
转载微注塑成型技术[转载]微注塑成型技术000现代塑料工业的问世可溯源至1862年,这一年在伦敦的一个展览会上,英国人Parkes展出了一些用Parkesine材料模压而成的小制品。
这就是注塑技术的起源。
1920年注塑技术己开始工业化,但直至1926年在德国才出现了根据工业标准而制造的首批用于加工塑料的注塑机。
以后又推出了用电力驱动的注塑机,在英国还发明了压缩空气油压驱动的注塑机,开始出现了注塑技术的发展雏形。
第二次世界大战后,聚合物品种有了很大的增加并相继投入工业化生产,才使得注塑技术得以迅速的发展。
1970年以后,随着科学技术的进步,塑料制品从民用向工业、农业、国防和交通等行业发展。
因此,对制品质量的要求越来越高,对注塑设备及技术提出了更高的要求。
注塑设备和技术开始向高速高效化、自动化、专业化、微小化、精密化方面发展。
与此同时,微机电系统(MEMS:Micro-Electro-Mechanical-System)经过十几年的发展,现已成为世界瞩目的重大科技领域之一,并在医疗、信息、汽车工程、自动化、环境与安全和日常生活等领域得到了应用。
据有关资料介绍, 随着科学技术的发展,MEMS的市场每年以20%的速度在增长。
而塑料作为一种重要的工业原料在MEMS中是不可或缺的, 能够进行重复批量生产,且可成形复杂而又有精确微细结构塑件的制造技术——微成形技术应运而生。
近年来,微成形技术已成为模具技术一个新的分支, 正在得到快速的发展。
微注塑成型技术在这种背景下逐渐进入人们的视线并引起学术界的重视。
微注塑成型技术的发展历史。
微注塑成型技术20世纪70年代首次提出,由于当时还没有专门的加工技术,因此注塑机只能将传统的锁紧力为25-50吨注塑机,再配以特殊的装置,改进为液压驱动,来生产具有高深宽比的微型注塑件。
到了20世纪80年代,微细加工技术得到飞速发展,这为微注塑成型机的成功研制和微型模具的制造和加工,提供了有力的技术保障和工程实践支持。
微注塑成型工艺稳健性参数设计的研究
微注塑成型工艺稳健性参数设计的研究摘要:本文主要研究多响应稳健性设计。
首先介绍了微注塑成型的优点及影响微注塑成型过程中的可控因子。
然后,应用动态特性的田口稳健性设计理论,对制造过程输出的质量特性与可控因子和噪声建模分析,后用关联度分析模型改进分析。
最后,估计出模型参数以及信噪比评价指标,找出影响输出响应值的因子。
关键词:稳健性;微注塑;可控因子;信噪比;响应;引言:随着纳米高科技的迅速发展, 精密化和微型化已成为未来产品发展的趋势。
微型机械设备不仅可以达到其功能,还可以大大减少材料的消耗,节省空间和可移动化等。
随微小型设备和产品的发展需求,对微小零件的材料多样性,复杂程度,生产效率,加工精度等方面的要求也越来越严格。
微注塑已成为聚合物加工的热点问题,不断完善微型注塑机和成型工艺,开发新的仿真计算机软件,这些挑战已经成为微注塑加工领域重点研究的方向。
1.微注塑成型工艺微注塑机是微注塑成型的关键。
微注塑成型机主要包括塑化、计量和注塑三部分。
微注塑机按塑化和注塑单元的机构设计分类, 可分为以下三种。
①螺杆式: 微注塑成型机由一组螺杆完成, 构造简单,易于控制。
但是该设备对一次注塑量的控制精度较差,并且增加了材料分解的几率, 较大影响产品成型的稳定性。
②柱塞式:该型微注塑成型机塑化量较小,塑化的质量不高, 材料的混合性能也较差, 不利于生产较高性能零件的制备。
③螺杆柱塞混合式: 微注塑成型机可以完成混料与塑化, 可以完成精密计量与注塑,使微注塑成型的精度和零件的质量有明显提高,但是其结构比较复杂,维护设备比较繁琐。
上述各种不同微注塑成型机适合不同微细结构零件的需求。
因此要根据微细结构零件的成本、质量和尺寸等因素综合考虑选择较合适的微注塑成型机。
微注塑成型的工艺与普通注塑成型相比,具有以下的优点: ①提高了原料利用率。
由于显著缩小流道的尺寸,减小了流道残余原料的损失。
②产品精度高。
缩小的流道和浇口有利于提高制品的精度。
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科技论文写作报告题目: 微注塑成型技术发展综述所属系机械工程专业机械设计制造及其自动化学号姓名指导教师起讫日期 1设计地点科技论文报告诚信承诺本人承诺所呈交的科技报告论文及取得的成果是在导师指导下完成,引用他人成果的部分均已列出参考文献。
如论文涉及任何知识产权纠纷,本人将承担一切责任。
学生签名:日期:半导体管自动涂胶机—主工作台和涂胶机构设计摘要本论文着重讲述了半导体管自动涂胶机—主工作台和涂胶机构的设计。
目前半导体管的涂胶方式基本上是人工涂胶,生产效率比较低下,质量也得不到保证。
为此设计半导体管自动涂胶机,以实现涂胶工艺的自动化。
工作台设计选用圆盘式八工位立式转盘,用棘轮、棘爪机构来实现转盘的间隙转动。
每个工位设置顶针和弹簧以夹紧或放松半导体管。
顶针上安装轴承和齿轮,当该顶针旋转到涂胶工位时,该齿轮与电机齿轮啮合,使顶针和半导体管一起旋转,有利于均匀涂胶。
转盘工作台采用悬臂式安装,方便在下方安装自动排料机构。
涂胶机构的设计采用仿人工摆杆式涂胶,结构简单可靠,克服了针管式滴胶机容易堵塞针管的缺点,并且节省了胶的成本。
全部设计主要采用纯机械方法,可靠性好,使用寿命长,能够实现完全自动化涂胶。
关键词:半导体管涂胶机主工作台自动化Semiconductors automatic coating machine - Main table and the adhesive mechanism designAbstractDescribed in this paper focuses on automatic coating machine for semiconductor device - the main table and the adhesive mechanism design. The semiconductor tube is basically artificial adhesive glue, have relatively low production efficiency, quality can not be guaranteed. This design semiconductors automatic coating machine, coating technology to achieve automation. Table design uses eight station disk-type vertical wheel, with ratchet, pawl bodies to achieve the gap rotating turntable. Each station set thimble and spring to clamp or loosen semiconductors. Thimble installed bearings and gears, when the thimble rotation to the coating station, the gear and motor gear mesh, so that thimble, and semiconductor device with rotating, uniform coating benefit. Rotary table is cantilever mounted to facilitate the installation of automatic nesting in the lower body. Adhesive mechanism design with imitation artificial pendulum rod coating, the structure is simple and reliable to overcome the needle tube dripping machine needle is easy to plug the shortcomings, and saves the cost of plastic. All the major pure mechanical design, reliability, long life, be able to achieve fully automated coating.Key words: Semiconductor Tube; Coating Machine; Main Table; Automation目录第一章绪论 (11)1.1课题背景和研究意义 (11)1.2发展现状和应用前景 (12)1.3课题主要研究的内容 (15)1.4课题研究主要的难点 (16)第二章涂胶机构的设计........................................................................................................ 错误!未定义书签。
浅析微型注塑技术及其加工工艺
浅析微型注塑技术及其加工工艺摘要:中国注塑行业在当前市场越来越多样化的前提下,不断寻求发展、创新,出现了多色塑料注塑、气体辅助、模内贴膜等各种新型注塑工艺。
另外,就大型注塑机的产品规格而言,它正朝着两个方向快速发展——大吨位注塑机和小型化注塑机不断更新,而小型注塑机的发展也越来越被人们重视,在更多方面得到了应用。
本文针对我国近年来微型注塑的技术的不断发展和加工工艺进行了分析,关键词:微注塑成型技术;加工工艺;气体辅助引言随着全球多元化注塑成型市场的发展,近年来,微注塑产品的生产需求不断增加,电子行业、钟表行业、军工机械行业都有大量的微注塑产品。
这些注塑产品在制造尺寸和加工精度上有很高的技术要求。
所以,面对市场的需求和技术加工的要求,微型注塑技术需要大力改善,微型注塑技术也会有新的机遇和挑战。
一、微型注塑加工设备技术及其工艺要点1.1在微型模具中,模具中的温度和湿度是微型注塑加工设备的重要参数。
面对技术要求高的客户,在加工过程中使用最多也是最常见的方法是借鉴美国的高光注塑技术,通过他们的注塑技术的创新思路,引入加热迅速和低温冷却系统。
理论上,高模具温度对微型注塑是有效的。
例如,高温可以有效防止大型薄壁模具填充困难和材料短缺,但微型模具温度过高可能会带来质量问题,如注塑周期越来越长,开模后薄壁收缩容易变形。
因此,引进一种新的模具温度控制系统是非常重要的。
在整个注塑过程中,塑料模具内的温度得到提高,温度升高后就可以使熔体在短时间内快速的填充模具内腔,这是为了防止熔体在快速填充给的过程中温度过高,而导致内腔填充的不完全甚至变形。
与此同时,在模具脱模的时候,模具内的温度由于温差大也会迅速降低,让模具的处在温度稍低的环境中,保持模具原有的温度,最后再开模顶出。
其次,由于微型注塑的产品是质量为毫克级的成型产品,如果使用普通流体注塑对这些产品进行微成型,即使在系统优化了多次,产品与浇注系统内的质量比仍约为1:10。
注塑成型及模具制造技术的浅析 文献综述
文献综述注塑成型及模具制造技术的浅析前言高分子材料成型加工技术是一个国家经济发达程度的标志之一。
因为最终体现材料作用的是其制品的品种、数量和质量,材料只有经过各种成型加工手段,形成最终产品(制品),才能体现其功能和价值。
而新材料、新产品、新技术的产生在某种意义上取决于成型加工工艺技术和成型加工机械的突破。
注塑成型是塑料制品成型的一种重要方法。
几乎所有的热塑性塑料、多种热固性塑料和橡胶都可用此法成型。
在中国,目前注塑制品约占塑料制品总量的30%左右,注塑机占塑料机械总产值的38%左右。
注塑成型可制造各种形状、尺寸、精度、性能要求的制品。
注塑制品包括小到几克甚至几毫克的各种仪表小齿轮、微电子元件、医疗微器械等,大到几千克的电视机、洗衣机外壳、汽车用塑料件,甚至几万克的制品。
1注塑模具制造技术的发展趋势利用注塑模具CAX软件,设计与工程人员可完成注塑制品构造模具概念设计、CAE分析、模具评价、模具结构设计和CAM等虚拟与现实工作,利用注塑模流分析技术,能预先分析模具设计的合理性减少试模次数,加快产品研发,提高企业效率。
1注射模CAX技术1.1注射模的重要性1)塑料具有质量轻、比强度大、绝缘性好、成型生产率高和价格低廉等优点。
塑料已成为金属的良好代用材料,出现了金属材料塑料化的趋势。
2)由于汽车轻量化、低能耗的发展要求,汽车零部件的材料构成发生明显的以塑代钢的变化。
从国内外汽车塑料应用的情况看,汽车塑料的用量已成为衡量汽车生产技术水平的重要标志。
3)注塑成型由于可以一次成型各种结构复杂、尺寸精密和带有金属嵌件的制品,并且成型周期短,可以一模多腔,大批生产时成本低廉,易于实现自动化生产,因此在塑料加工行业中占有非常重要的地位。
1.2C AX技术的必要性1)传统的塑料注射成型开发方法主要是尝试法,依据设计者有限的经验和比较简单的计算公式进行产品和工艺开发。
因此开发过程中要反复试模和修模,导致生产周期长、费用高,产品质量难以得到保证对于成型大型制品和精密制品。
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微注塑成型技术研究进展
摘要:微注塑成型与传统成型有很大的区别,其对成型材料、成型工艺及成型设备等方面都提出了不同要求。
现有很多成熟的注射成型技术和理论并不适用于微注塑成型,必须在理论和实践上对微注塑成型的特点进行系统和彻底的研究与探讨。
关键词:微注塑成型工艺 cae软件
微注塑成型技术始于20世纪80年代末,是一门新兴先进制造技术。
在微注塑成型过程中,由于微制品的尺寸、体积和重量的微小使得与传统注射成型有很大的区别,微制品结构在普通工艺条件下容易出现填充不满的现象。
熔体在微型腔中的流动变得复杂。
因此若能够对微注塑成型过程进行数值模拟,预测熔体在型腔内流动行为,从而科学地选择制品、模具设计以及工艺条件的最佳方案,成为提高微制品成型的重要手段。
一、微注塑概念
到目前为止,对于微注塑成型技术还没有准确统一的定义,但多数研究者都是从成型微小尺寸与微小体积塑件开始研究的。
kukla c等[1]从微型塑件的角度,给出了微注塑成型技术的概念。
即微注塑成型技术应能够成型以下类型的塑件:
1.塑件的整体结构尺寸微小
2.表面具有微细结构的塑件
3.微型精密塑件
二、研究进展
微注塑成型技术同传统注塑成型技术相比在工艺条件的设置上有很大差别,如果仍采用普通注塑成型过程时的模具温度和注射压力,通常会导致微小模具结构的型腔充填不足。
然而目前关于微注塑成型工艺条件的具体研究尚未获得一致的结果。
在piotter v.[2]等的研究中,使用由liga工艺成型的微结构模具型腔进行注塑成型试验,指出必须通过提高模具温度才能保证微型塑件的成型质量。
对于无定形塑料(如pmma,pc,psu等),模具温度要高于其玻璃态转变温度;对于半结晶形塑料(如pom,pa等),模具温度通常要达到其结晶温度。
而且在多数情况下,塑料熔体在注射机喷嘴处的温度经常要达到材料允许的成型温度的上限。
同时他们还认为在微结构模具注射成型中,只有预先将模腔内的气体排净,才能实现微结构塑件的完全充填。
kukla c.等也指出,微注射成型过程模具的温度和普通注塑加工相比必须提高,他们通过采用一种被称为“变温工艺”的技术,来控制模具温度。
同时提出,模具间隙在5μm量级时不需要预先排气,只有当模具间隙小于此值或有盲孔等结构时才需要主动排气。
eberle h.与合作者zumtobel的研究[3]是将上述变温工艺进行了改进,即只对微型模具的型腔部分实施温度控制,使成型周期进一步缩短,从改进前的最短周期90s降低到15s,大大提高了微型注塑成型的生产效率。
yu l.y.等[4]对用不同方法加工的模具镶件,包括cnc加工的
钢材料、环氧树脂、光刻和电铸的镍模具零件进行了测试,其特征尺寸从5微米到几百微米不等。
使用pmma和光学质量级的pc材料,对模具镶件在不同的条件下进行了试验,结果发现注射速度和模具温度严重影响微结构的复制精度。
shen y.k.等针对厚度为20μm,半径为150μm的圆柱齿轮在不同的注射时间、模具温度、注射温度和注射压力条件下进行了数值模拟试验,给出的结论同样是模具温度要高于塑料的玻璃化转变温度才能达到完全充满。
zhao j.等在microsystem50型微注塑机上进行了一系列微型齿轮的成型试验和数值模拟,所用材料为pom,采用taguchi试验分析方法,得出的结论是计量精度和保压时间是影响微型塑件成型质量的决定性因素,同时模具温度也要高于普通注塑成型时的模具温度。
j.pfather等人通过实验发现在截面尺寸相对较大的微流道中,流体的运动规律与navier-strokes方程相吻合,而当微流道尺寸降至0.8 时,试验结果偏离方程的计算结果。
dong等利用自制的实验装置研究了表面张力,惯性力在微尺度流动中起主导作用的条件,结果表明当入口压力较大时,惯性力作用强,而表面张力则作用较弱.当流道截面尺寸为0.02×0.1mm时,表面张力对微流体流动起到阻碍作用,导致流体无法完成在微流道中的完全流动。
yao d.g.等对聚合物熔体在微通道中的流动问题进行了理论分析和模拟,模拟是基于宏观的2.5维方法。
该研究最终显示,只有当模具
微观尺度降至几个微米或更小时,熔体的微观充模流动行为才会显著地区别于宏观的充模流动。
yuly.lee ly.koelling kw指出由于速率和压力场在宏观和微观区域显著不同,热传导系数和壁面滑移在微观模拟应该加以考虑,实体流模型更接近实验观察,中面流和实体流模拟的区别在于在宏观结构和微观结构的结合处,三种速度分量共同存在,因此中面流不能很好处理厚度显著不同的结合处的模拟。
三、结论
综合上述研究发现,尽管各研究者所用研究方法与试验条件不同,得出的结论也不尽一致,但有一点结论是共同的,即在微注塑成型中,模具温度在注射充模阶段应比普通注塑成型时的温度要高。
注射充模完成后,为了缩短加工周期需将模具快速冷却。
但对不同的材料或塑件,模具应达到的具体温度水平还没有形成统一的认识。
参考文献
[1][美]乔治.埃姆.卡尼亚达克斯,[美]埃里.柏斯考克,微流动——基础与模拟[m],化学工业出版社,2006.
[2]宋满仓,张巧丽,王敏杰,赵丹阳,微成型领域的关键技术,中国塑料,2003,17(9):6-10.
[3]yu l.y., koh c.g., lee l.j.et al. experimental investigation and numerical simulation of injection molding with micro-features. polymer engineering and science, 2002,
42 (5):871-888.
[4] zhao j., mayes r.h., chen g.. et al. effects of process parameters on the micro molding process. polymer engineering and science, 2003, 43 (9):1542-1554.
作者简介:卢松涛,郑州大学硕士,商丘工学院机械工程学院教师。
李金展,安阳工学院,本科,商丘工学院机械工程学院教师。