塑料模具制品快速创新再设计与逆向工程

阐述了逆向工程的关键技术,提出逆向工程是实现模具制品快速再设计的重要途径;同时指出逆向工程也绝非仅仅是对已有产品的简单复制,产品设计的快速性和局部创新性才是其可持续发展的灵魂。进而给出了基于逆向工程产品局部创新设计需要考虑产品的可成型性、实用性能以及尊重知识劳动等因素,最后讨论了面向局部创新设计逆向工程的技术关键点。

纤维增强注塑熔接线强度预测模型与实验研究

熔接线是影响注塑制品强度的关键因素之一,而目前以汇合角预测熔接线强度的力学模型并没有体现注塑工艺的影响。为了科学定量地认识熔接线区域强度的变化规律,准确预测熔接线力学性能,首先对带扇形孔的制品进行注塑模拟分析,研究了注塑温度、注射速率以及保压压力对熔接线汇合角的影响,结果显示注塑温度、保压压力不是通过改变熔体前沿汇合角来影响熔接线强度。基于此,为全面体现注塑工艺、汇合角对熔接线强度的影响,在现有模型基础上通过引入注塑工艺影响因子重新构造了体现注塑工艺、汇合角对熔接线区域强度影响的预测模型。设计并制造了用于成型扇形孔制品的注射模具,开展了不同工艺条件下30%长玻纤增强聚丙烯扇形孔制品注塑实验,根据实验结果推导出了体现注塑温度和保压压力影响的注塑工艺影响因子数学表达式,利用实验数据拟合确定了模型中的相关参数,并对模型进行了回归分析。结果表明,新构建的强度预测模型可以准确计算不同注塑温度、保压压力下熔接线不同位置的强度。

可重塑CFRP加强筋壁板模压塑形模具设计与仿真分析

介绍了一种碳纤维增强Vitrimer树脂基复合材料T形加强筋壁板热弯塑形模具设计与制造过程,从T形加强筋壁板外形尺寸、模具设计、温度场和热变形校核等方面阐述了T形加强筋壁板的热弯塑形过程,并辅以试验和生产实践介绍了Vitrimer树脂基复合材料T形加强筋壁板热弯塑形的成型效果,对成型制品的关键尺寸和表观状态进行了检验与评定,均能满足要求。该模具结构的设计可以实现Vitrimer树脂基复合材料制品在热弯塑形模压成型过程中的均匀热传递与高精度成形制造,减少了制品热变形引起的应力集中现象,提高了制品生产效率和成品率。

具有结构健康监测功能的纤维增强聚合物基复合材料的研究现状

纤维增强聚合物基复合材料以其优异的力学性能在许多行业中得到了广泛的应用。但由于纤维增强聚合物基复合材料本身的结构特点,以及所处环境和荷载情况的复杂性,对其整体性和耐久性进行分析比较困难。采用结构健康监测(SHM)技术对复合材料的结构状况进行监测,提高了复合材料结构的安全性和可靠性,在许多行业得到了广泛的应用。综述了基于电阻传感的纤维增强聚合物基复合材料的SHM方式及其应用,并对纤维增强聚合物基复合材料SHM的发展进行了展望。

工艺参数对注塑制品质量的影响研究

注塑成型工艺过程极其复杂且其对制品质量有重要的影响,获得优化的工艺参数是改善制品质量的关键.CAE技术可辅助优化工艺,但目前的应用是在计算机上的反复试错,依赖于设计者的经验,费时、费力且难以获得最优的工艺.将CAE及TaguchiDOE技术结合,可在较少的分析次数下自动获得优化工艺,从而改善了制品质量.收缩和沉降斑是衡量注塑制品质量的两个重要指标,文中基于一个工业产品,采用L9(34)正交矩阵进行实验,研究工艺参数对注塑制品内最大沉降斑和体收缩率变化的影响,获得优化工艺参数使体收缩率变化和沉降斑指数达到最小。

注塑件残余应力影响因素的模拟实验研究

在分析注塑过程中残余应力产生机理和原因的基础上,应用软件模拟实验方法,研究了不同成型工艺条件对聚苯乙烯平板注塑件残余应力的影响,分别给出了沿厚度方向的残余应力和固化压力分布。研究发现:残余应力在厚向上呈拉-压-拉(表层-次表层-中间层)分布,并随熔体温度和保压压力升高而增大,固化压力是决定注塑件厚向残余应力分布的一个主要因素。

基于充填分析的注塑模浇口位置优化设计研究

论述浇口位置与模具设计、制品设计、工艺条件的关系,注塑模浇口设计的准则,以及在模具设计中合理的浇口位置应满足的条件 利用充填分析技术,结合实例,确定出合理的流道设计 通过CAE技术在具体的产品设计过程中的应用说明充填分析技术在优化浇口位置设计中的作用。

基于统一网格的塑件成型与模具结构一体化分析

针对精密注射成型对模具变形准确预测的需求,基于CAD模型生成了统一的塑件成型分析与模具结构分析网格,实现了成型分析结果数据到结构分析的无缝输入。利用自主开发的注射成型过程仿真系统和ANSYS软件,进行了一体化分析研究。针对某型号航天产品的研发,分别开展了模具在最大注射压力、热应力及二者共同作用下的模具变形CAE分析,有效校核了模具的刚度,保证了产品的顺利成型与尺寸精度。

ABS注塑制品的模内蠕变试验研究

不同于传统的热残余应力分析,本文着眼于注塑制品的模内蠕变研究。通过测试ABS注塑薄板在不同工艺条件下的收缩变形,比较基于弹性理论的热收缩,进而得到了模内蠕变量。分析结果表明,模内蠕变对于降低制品最终的收缩变形起着重要的作用。在研究了各种工艺条件对制件模内蠕变的影响后,发现较低的模腔表面温度或较长的成型周期会导致蠕变增大,而制件在模内的蠕变(或应力松弛)主要发生在固化后的高温区。本文同时探讨了保压压力对蠕变的影响。高注塑保压压力通常会减小注塑件的收缩,但同时会减小制件模内蠕变。

注塑模具冷却管网实验分析

针对注塑模具冷却管网中的压力和流量的关系进行了一系列的实际测量,以验证常规的管网分析方法在模具冷却管网分析中的适用性。结果表明,目前广泛采用Darcy-Weisbach方程在模具冷却分析中是不适用的。无论是目前世界上在该领域占统治地位的MPI软件,还是国产软件,其计算结果均与实际相差甚远。Darcy-Weisbach方程虽然仍有借鉴作用,但关于阻力的计算模型基本失去了应用价值。本文讨论了问题产生的原因,给出了工程化的初步计算方法。

纤维增强PA66注塑熔接线拉伸性能的研究

通过对相同工艺条件下PA66(Zytel 70G3 3L)熔体绕过不同障碍物数值和实验研究 ,发现决定熔接线强度的主要因素是两股熔体相遇时的熔接角 ,熔接线强度会随着熔接角的增大而加强。而通过对不同成型温度条件下熔接线试样的拉伸实验研究 ,发现随着熔体温度的升高 ,有或无熔接线的试样拉伸强度都会随着温度的升高而升高 ,但变化的程度不同。

带嵌件的注塑模具温度场数值模拟

冷却分析(模具温度场计算)是注塑成型计算机辅助工程的关键技术之一,在优化模具设计、提高制品质量方面具有重要作用,本研究提出了采用边界元法建立带嵌件的注塑模具温度场数值模拟的方法,并针对嵌件与模具接触面上的边界条件给定的关键问题,采用耦合边界元法对其转化,将嵌件与模具接触面上的边界条件转移到嵌件与塑件制品的接触面上,使得它的计算可以采用解析法替代原来的差分法,有效提高了分析计算的精度。

塑料模具CAE技术概况及发展趋势

从技术及应用角度系统地介绍了塑料模具CAE技术的概况、内涵及发展趋势。

汽车挡风玻璃装饰条对射式双色注塑模具设计

针对传统的动模旋转垂直转盘式双色模具结构因模具自重而产生倾斜磨耗导致模具运转不顺等问题,设计了一种水平转盘结构对射式双色注塑模具。通过分析汽车挡风玻璃装饰条的产品结构特点和成型工艺,详细设计了该产品的双色热流道塑料模具,并结合双色模具的结构特点,设计了一种斜楔弹簧侧抽芯机构,依靠斜导柱上的缺口来实现硬胶注射时不进行侧向抽芯,软胶注射完成后进行侧向抽芯动作,从而保证产品尺寸精度。最后通过在对射式注塑机上进行实际生产验证,结果表明该模具结构设计合理,能满足客户的生产工艺要求,获得较好的经济效益。

注塑模具冷却管网分析计算

注塑模具冷却管网计算,可以准确预测冷却液的压力和和管网的流量.目前存在两种基本的计算方法都有缺陷:回路法计算烦琐,迭代速度慢;而传统的节点法当管道流量为零时液导矩阵奇异.根据管网基本方程式,建立了新的数学模型,提出了一种改进的节点法.给出了计算程序框图,并编写了电算程序,新方法有效地克服了传统方法的弊端,经实例计算表明,可以快捷准确地进行注塑模具冷却管网的分析计算.

注塑工艺参数对PP塑料件拉伸强度的影响研究

基于正交实验,研究了采用聚丙烯材料时,模具温度、保压压力、保压时间、熔体温度、注塑压力及模具温度与保压压力、模具温度与保压时间的交互作用对平板塑料件不同流动方向上拉伸强度的影响,通过方差分析对工艺参数的影响度进行排序。拉伸试验结果表明,平板塑料件沿分子取向方向上的强度要高于垂直取向方向上的强度,工艺参数对试样不同流动方向上拉伸强度的影响规律基本一致;方差分析结果表明,熔体温度对平板塑料件两个方向上拉伸强度的影响均高度显著,拉伸强度随熔体温度的升高而降低。

航天服头盔面窗注塑残余应力控制与检测技术研究

针对影响航天服头盔面窗注塑质量的残余应力问题,提出了残余应力≤7 MPa的指标要求,并通过对面窗注塑成型过程的仿真分析,找到了有效降低和改善面窗残余应力的途径和方法。在此基础上,结合试验探索,建立了将有损钻孔法、有损CCL4溶剂浸渍法与无损光弹法三者有机结合的航天服头盔面窗透明件残余应力综合检测方法,解决了面窗制品的残余应力检测难题。研究结果实现了对面窗注塑残余应力的有效可控,确保了舱外航天服头盔面窗的服役性。

纳米尼龙6注塑熔接线拉伸性能的研究

针对纳米尼龙6,研究了熔体温度、模具温度、保压压力和注射速度等工艺因素对具有熔接线和无熔接线注塑件拉伸强度的影响.研究表明:具有熔接线纳米尼龙6注塑件的拉伸强度明显低于纯尼龙6和无熔接线纳米尼龙6注塑件的拉伸强度.随着熔体温度、模具温度、保压压力和注射速度的增大,纳米尼龙6注塑件的拉伸强度都随之提高;在所选择的工艺因素中,保压压力对注塑件熔接线拉伸强度影响最大.

塑料型材挤出模具内熔体的流动行为分析

根据型材挤出口模内的结构特点,基于广义牛顿流体的一维和二维流动控制方程,采用伽辽金有限元法实现了型材挤出口模内的数值模拟,并对二维问题进行了流线分析。

注塑成型光学制品折射率分层模拟与实验研究

与玻璃制造光学制品相比,高分子注塑光学制品具有质量轻、易加工、抗冲击性好等优点,在航空航天、精密透镜等高端领域得到广泛应用。然而受注塑过程复杂压力场、温度场的耦合作用,注塑透明制品折射率通常呈非均匀的分布,存在角偏差、光畸变等光学缺陷。因此,开展注塑工艺对其折射行为影响的模拟与实验研究,对实现折射率可控光学制品的成型具有重要意义。基于HeleShaw注塑理论和LorentzLorenz物理光学理论,构建了注塑光学制品厚度方向折射行为分层预测模型,开发了相关模拟程序,基于自主研发的注塑模软件Z-Mold实现了注塑过程与折射率分布的一体化模拟。以聚碳酸酯注塑平板件为例,利用Brewster法对折射率模拟结果进行了验证。该方法成功应用到神舟系列航天舱外服面窗的研制。