水辅助注塑制品水穿透长度和残留壁厚的研究

介绍了自主研发的水辅助注塑设备以及一款经过大量实验后得到的新型喷嘴,并通过单因素实验法研究了短射法成型聚丙烯弯管时工艺参数对制品水穿透长度和沿水道的残留壁厚的影响。结果表明,熔体注射量对水穿透长度影响最大,当其增加13．5％时水穿透长度减小了153mm；沿水道上制品注水后充填部分比注水前充填部分的残留壁厚减小约0．5～1．0 mm；提高注水压力与增加注水延迟时间时注水后填充部分的残留壁厚略有减小。

短射法水辅助注塑工艺水穿透实验

对短射法水辅助注塑工艺中水的穿透进行了实验研究。实验表明,水穿透分为一次、二次穿透,一次穿透分前后段。单因素实验发现,一次穿透长度随熔体预注量的减少、注水延迟时间的延长、注水压力的降低而变长。一次穿透前段残余壁厚随熔体预注量和注水延迟时间的延长而变厚,后段残余壁厚则相反;一次穿透残余壁厚随注水压力增大而变薄。正交实验发现,一次穿透长度主要受熔体预注量和注水延迟时间影响;一次穿透前段残留壁厚主要受注水延迟时间和注水压力的影响;一次穿透前后段残留壁厚差主要受熔体预注量、注水延迟时间和注水压力的影响。

型腔截面对水辅助注塑成型水穿透的影响

为考察型腔截面对溢流法水辅助注塑中水穿透的影响,基于装备有自行研发的水辅助注射系统的注塑机对几种具有代表性的型腔截面进行溢流法水辅助注塑实验,探究了型腔截面形状、大小对水穿透截面形状、中空率及残留壁厚等方面的影响规律,并分析了影响机理。实验发现:在溢流法水辅助注塑中,水的穿透截面形状会趋向型腔截面形状;在型腔截面积相近时,水穿透的中空率随截面圆率增大而增大;在型腔截面圆率一定时,水穿透的中空率受截面大小影响不大;型腔截面恒定,水的穿透截面也较恒定,残留壁厚均匀;圆截面型腔的残留壁厚最均匀,且残留壁厚随截面的增大而变厚;型腔截面的最大残留壁厚和最小残留壁厚与壁面到截面内切圆中心的距离有关。这些发现为水辅助注塑制品的截面设计提供了参考。

水辅助注塑的GA-LMBP逆向神经网络建模与预测

水辅助注塑是一种新的塑料注塑技术,由于其过程的复杂性,难以采用数学方法建立其过程的数学模型.因此,文中提出一种遗传算法(GA)与LMBP神经网络算法相结合的逆向神经网络(简称GA-LMBP),采用一系列的实验结果,建立水辅助注塑的过程模型.交叉验证表明,该模型的预测值与实验值较吻合.输入水辅助注塑制品上不同位置的壁厚,该模型可快速而准确地预测相应的加工参数,包括熔体注射量、注水压力、注水延迟时间和熔体温度.

水辅助注塑中高压水穿透过程的数值模拟

对水辅助注塑(WAIM)中高压水的穿透过程进行有限元模拟,研究熔体的充模行为,并分析其拉伸场和剪切场。结果显示,高压水推动熔体充模的过程可分为填充初期、快速填充期和填充末期3个阶段;较明显的拉伸应变速率仅出现在高压水前沿和熔体前沿区域;高压水前沿区域存在分布较宽且较为强烈的剪切速率,而高压水对已穿透区域的熔体几乎没有剪切作用。此外,模拟所得WAIM制品的穿透长度和掏空率与实验结果较吻合。

水辅助注塑气泡与二次穿透的分析

水辅助注塑产品中容易出现气泡缺陷及二次穿透现象。文中通过实验与理论分析相结合的方法揭示了水辅助注塑制件内壁面气泡现象产生的主要根源并不是水的气化,而是注水装置设计或工艺的缺陷导致注水前注水通道中存在空气,注水时空气与水一同注入所致。只需改进注水装置,保证注水时是纯水注入就可避免气泡缺陷的产生。同时采用实验手段分析了二次穿透的产生原因及具体形成过程,并与气体辅助注塑的二次穿透进行了比较。探究了熔体预填充量对二次穿透的影响,可通过精确控制熔体预填充量或在制件末端设置小段类似溢料腔的结构来消除或改善二次穿透。

水辅助注塑技术研究进展

水辅助注塑是在气体辅助注塑基础上发展起来的一种成型中空制品的新技术,综述了水辅助注塑中熔体的流动行为、工艺参数对制品残留壁厚及穿透长度的影响、制品微观形态及力学性能和数值模拟技术的最新进展,最后对水辅助注塑技术研究前景进行展望。

水辅助注塑大直径介质导管制品的冷却分析

采用数学分析方法 ,通过假设、简化分析模型 ,用数学模型来表述物理模型 ,确定了水辅助注塑(WAIM )大直径介质导管制品的冷却时间 ,并运用算例和国外试验的结果进行验证。结果发现 :水辅助注射成型新工艺可以更加显著地缩短注塑周期 ,降低制件壁厚 ,允许制件有更大的实际直径。因此 ,WAIM技术可用来高效率地生产大直径、高质量、薄壁的介质导管。

工艺参数对水辅助注塑弯曲圆管内径的影响

采用聚丙烯(PP)材料,研究了工艺参数对水辅助注塑弯曲圆管制品内径的影响。结果表明:缩短注水延迟时间、提高注水压力,制品内径增大。提高模具温度,由水辅助填充的弯曲段和平直段内径有所减小。熔体温度越高,内径沿水道方向的变化幅度越大。提高水温,内径总体上呈减小趋势。提高熔体注射压力,由短射熔体填充的弯曲段和平直段内径呈增大趋势。

水辅助注塑成型制品质量及工艺优化研究

针对水辅助注塑成型法生产中空塑料制件,对制品的质量特性,如水穿透行为、指形化、气泡现象、表面光泽度、晶体结构和相形态等研究进行了综述,并探索了工艺优化设计方法。此外,对制品质量及工艺优化研究进行了展望。

水辅助注塑工艺介绍

介绍了新型注塑技术——水辅助注塑工艺的基本工艺原理和工艺过程,介绍了利用可视化研究方法观察水辅助注塑成型过程中熔体和水流在型腔的填充过程。在实验室中用锁模力为800 kN的常规注射机配备水注射辅助单元进行试验,所用注射材料为半结晶状态的聚丙烯。为了研究水辅助注射中熔体和水的流动特征,特别设计了一个可视化的模具应用于这项研究。一台高速的摄像机用来记录模腔填充的过程,长方形型腔配置3种不同的流道几何布局:平面流道、一个平面带2个不同高度的台阶、一个平面带有对称的肋板。观察和研究了充模过程中水辅助和聚合物的相互作用以及水的推展过程。

水辅助注塑制品残留壁厚和穿透长度影响因素的研究

为能水辅助注塑成型壁厚较小且较均匀的聚丙烯弯管,设计了一种自锁式喷嘴,既满足高流量的要求,又可防止熔体堵塞喷嘴。在相同的工艺条件下,分别使用自锁式喷嘴和孔形喷嘴,对成型的弯管壁厚进行比较,结果表明:与孔形喷嘴相比,使用自锁式喷嘴时制品的残留壁厚更小更均匀。此外,使用该自锁式喷嘴,研究了水辅助注塑中注水压力和延迟时间对制品残留壁厚和水穿透长度的影响。

水辅助注塑成型技术及其进展

水辅助注塑成型技术是一种新型的生产中空或者部分中空注塑制品的成型方法。介绍了这种成型技术的加工原理、成型方法、设备及其进展 ,并将其与气体辅助注射成型技术进行了比较。

水辅助注塑聚丙烯制品的晶体结构研究

通过偏光显微镜(PLM)观察了水辅助注塑(WAIM)聚丙烯(PP)制品靠近注水喷嘴和远离注水喷嘴两个位置的晶体结构,发现WAIM制品沿壁厚方向都可以分为表层、中芯层和水道层,并且发现两个位置水道层和中芯层的晶体结构比较相似,表层晶体结构出现了较大的差异;靠近注水喷嘴位置表层晶体结构出现明显的取向现象,而在远离注水喷嘴位置没有出现。在晶体结构分析的基础上,初步探讨了水辅助注塑制品晶体结构的形成机理。结果表明:水的穿透对于熔体内部剪切的增加和取向结晶的形成有明显的促进作用。

水辅助注塑制品结晶形态研究

选择聚丙烯(PP)与聚乙烯醇(EVOH)共混制备PP/EVOH(90/10)共混物,并利用水辅助注塑(WAIM)分别将共混物和PP成型为中空制品。使用偏光显微镜和示差扫描量热仪分别观察和测量WAIM制品所取样品壁厚上三个位置的结晶形态,并进行了对比。WAIM PP样品表现为典型的多层次结构,WAIM PP/EVOH共混物样品则并不明显,WAIM PP/EVOH共混物样品上三个位置的PP基体结晶度相差不大。

水辅助注塑尼龙6制品的结晶行为研究

利用差示扫描量热法(DSC)对水辅助注塑尼龙6(PA6)制品靠近注水喷嘴(P1)位置和远离注水喷嘴(P2)位置的表层、中芯层和水道层的结晶行为进行了研究,并初步探讨了高压水对PA6制品结晶行为的影响。结果表明:对于P1和P2位置,表层与水道层的结晶度均低于中芯层的结晶度;P1位置表层与水道层结晶度均低于P2位置同层的结晶度;P1位置中芯层结晶度高于P2位置中芯层的结晶度;高压水的冷却作用会降低水道层熔体的结晶度并促使水道层形成较小的晶体。

水辅助注塑PP/EVOH共混物制品的相形态与阻渗性能

选择3种不同黏度的聚丙烯(PP)与聚乙烯醇(EVOH)共混制备质量比为90/10的共混物,并采用水辅助注塑(WAIM)将这3种共混物成型为中空制品。从WAIM制品靠近浇口(1#)和末端(2#)两个位置取出样品,通过扫描电镜观察样品壁厚上3个位置的相形态,并测试所取样品的甲苯渗透率。借助WAIM中高压水作用下模腔内熔体的流场对样品中3个位置的相形态进行了分析。对WAIM的高黏度比共混物制品2#样品,在外表层和内表层分散相呈粗纤维状,芯层主要呈液滴状,其阻渗性能与相应的WAIM PP样品比有适度提高(约2.4倍);对WAIM的2种低黏度比共混物制品2#样品,外表层和内表层分散相呈细纤维状,芯层呈粗长纤维状,其阻渗性能与相应的WAIM PP样品比提高幅度较大(其中对黏度比最小的共混物达9.8倍)。1#位置所取3种WAIM PP/EVOH样品中分散相纤维的平均直径比2#位置的大,导致1#位置所取样品的阻渗性能比2#位置的低。

水辅助注塑PP/EVA共混物的相形态

通过扫描电镜(SEM)观察了水辅助注塑聚丙烯(PP)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)共混物制品近浇口和远浇口处外表层、芯层和内表层的相形态。结果表明,分散相主要以层状分布在基体中,在两个观察位置外表层和内表层的层状分散相厚度比芯层的大,远浇口处外表层和内表层的分散相厚度比近浇口处对应层的大。从温度场和剪切场两个方面分析了分散相的形变过程。

高性能水辅助注塑技术

前言 水辅助注塑技术是一种新型生产中空部件的成型方法。 1998年,IKV(位于德国亚琛大学机械工程学院)发表WIT技术,并引起大家的关注,之后实施向企业技术转让的同时,进一步进行开发研究。

玻纤质量分数对长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助注塑管件的影响

分别以玻纤质量分数10%,20%,30%和40%的长玻纤增强聚丙烯(LGFRPP)材料制取一系列水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)管件。探究了玻纤质量分数对玻纤断裂长度、纤维取向、壁厚以及耐压性的影响。结果表明,随着玻纤质量分数的增加,玻纤断裂长度在较长区间内占比降低;不同玻纤质量分数的W-PAIM制件在壁厚层的取向不同,水道层的玻纤沿流动方向取向较模壁层和中间层更好,当玻纤质量分数为10%与40%时,水道层玻纤取向度最好,玻纤质量分数为20%时,中间层取向最差,玻纤质量分数为30%时,模壁层的玻纤取向较好;随着玻纤质量分数的增加,WPAIM管件壁厚呈先增加后减小再增加的趋势;随着玻纤质量分数的增加,管件的耐压性先增加后减小最后又增加,当玻纤质量分数为20%时,耐压性最好。