变截面扇形浇口对薄壁制品注射成型影响的研究

摘要

薄壁注塑成型技术近年来迅速发展，以其节能环保、降低成本、缩短成型周期等优点备受广大学者关注。薄壁制品以其体积小、质量轻、成本低等优势广泛应用于生物医疗、航空航天等多个领域。然而，薄壁注塑成型过程周期短、过程复杂，所以制品极易出现短射、收缩不均、翘曲等成型质量缺陷。本文从模具本身的浇口结构入手，通过改变浇口的形状和尺寸调节熔体在型腔中的流动行为，使熔体尽快达到流动平衡，进而提高薄壁制品的成型质量。
　　首先，为开展后续相关注射成型实验，设计一套型腔尺寸连续可变的薄壁注塑成型模具。在模具设计过程中，提出运用T型滑块带动型腔滑板移动的方式，来实现型腔尺寸的连续可变，改变了传统模具通过更换镶块来实现型腔尺寸变化的方式，避免了拆卸模具、更换镶块的繁琐操作，降低了成本。
　　其次，探究针对不同长宽比的薄壁制品，变截面浇口对熔体填充型腔时流动行为及制品成型质量的影响规律。运用相同材料和注塑工艺参数，分别用等面积等宽度的变截面浇口和传统扇形浇口进行数值模拟和注射成型实验，对比分析熔体前沿流程差，薄壁制品沿宽度方向收缩率不均现象和翘曲变形量。研究结果表明:随着薄壁制品长宽比不断减小，变截面浇口对熔体流动行为及薄壁制品成型质量影响效果逐渐减弱。
　　再次，探究鼓包宽度和鼓包长度对熔体填充型腔时流动行为及薄壁制品成型质量的影响规律。运用不同鼓包尺寸的变截面浇口和传统扇形浇口进行数值模拟和注射成型实验，对比分析熔体前沿流程差，薄壁制品沿宽度方向收缩率不均现象和翘曲变形量。研究结果表明:鼓包宽度对熔体流动行为及薄壁制品成型质量基本没有影响;随着鼓包长度的减小，变截面浇口对熔体流动行为及薄壁制品成型质量影响效果逐渐减弱。
　　最后，探究针对不同材料，变截面浇口对熔体流动行为及薄壁制品成型质量的影响规律。采用PP、PMMA、PC3种成型材料进行数值模拟和注射成型实验，对比分析熔体前沿流程差，薄壁制品沿宽度方向收缩率不均现象和翘曲变形量。研究结果表明:相对于PP，成型材料为PMMA和PC时变截面浇口的分流效果更明显，对熔体流动行为的影响更大;相对于PP，成型材料为PMMA和PC时变截面浇口对薄壁制品收缩不均现象影响效果更明显;成型材料为PMMA和PC时，变截面浇口对薄壁制品翘曲变形影响基本一致。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 薄壁注塑成型技术简介

1．2．2 薄壁注塑成型现状研究

1．2．3 薄壁注塑成型模具浇口研究现状

1．3 本文研究主要内容

2 型腔尺寸连续可变的薄壁注塑成型模具设计

2．1 注射成型实验设备简介

2．2 型腔可变注塑成型模具设计

2．2．1 模具型腔设计

2．2．2 浇注系统设计

2．2．3 温控系统设计

2．2．4 推出系统设计

2．2．4 模具型腔尺寸变化实验过程

2．3 本章总结

3 变截面浇口对不同长宽比的薄壁制品注射成型的影响规律

3．1 基于Moldflow的数值模拟

3．1．1 薄壁制品熔体流动行为的数值模拟

3．1．2 薄壁制品成型质量的数值模拟

3．2 薄壁制品成型质量的注射成型实验

3．2．1 实验过程

3．2．2 变截面浇口对不同长宽比薄壁制品熔体流动行为的影响规律

3．2．3 变截面浇口对不同长宽比薄壁制品成型质量影响规律

3．3 本章小结

4 变截面浇口的尺寸对薄壁制品注射成型的影响规律

4．1 基于Moldflow的数值模拟

4．1．1 鼓包宽度对薄壁制品熔体流动行为影响规律的数值模拟

4．1．2 鼓包长度对薄壁制品熔体流动行为影晌规律的数值模拟

4．1．3 鼓包尺寸对薄壁制品成型质量影响的数值模拟

4．2 薄壁制品成型质量的注射成型实验

4．2．1 实验过程

4．2．2 鼓包宽度对熔体流动行为影响规律的注射成型实验

4．2．3 鼓包长度对熔体流动行为影响规律的注射成型实验

4．2．4 鼓包尺寸对薄壁制品成型质量影响的注射成型实验

4．3 本章小结

5 变截面浇口对不同材料的薄壁制品注射成型的影响规律

5．1 基于Moldflow的数值模拟

5．1．1 薄壁制品熔体流动行为的数值模拟

5．1．2 薄壁制品成型质量的数值模拟

5．2 薄壁制品成型质量的注射成型实验

5．2．1 实验过程

5．2．2 针对不同材料变截面浇口对熔体流动行为影响规律

5．2．3 针对不同材料变截面浇口对薄壁制品成型质量的影响规律

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢