高分子材料3D打印应用与案例

高分子材料3D打印是增材制造的重要部分,其3D打印方式较多,发展前景广阔。本文以高分子材料在3D打印领域应用为主,讲述了常用的三种高分子材料3D打印方式原理和实际应用案例,介绍了其他四种高分子材料3D打印方式原理及技术要点,了解了我国聚合物3D打印机向超大型高温型发展的动态以及3D打印丝材转向使用粒料节约材料成本,兼容多种高性能3D打印材料,让聚合物3D打印更好地为国民经济发展增添新动能。

注塑产业离散制造智能感知与控制关键技术及应用

在全面推进制造业信息化和智能化的背景下,针对注塑产业离散制造现状,开展注塑离散制造过程的自主感知与控制关键技术研究。本文对注塑装备各功能模块的工艺结构进行升级改造,研究大数据运行过程关键数据的自主感知、缺陷在线采集和智能识别、生产任务自组织调度、装备智能控制策略自适应调整和装备上云智能化管理平台,实现生产过程智能化监控、管理、服务和维护的注塑全新工艺,助力大型企业注塑车间无人化作业实现,提高下游产业注塑产品质量,实现塑机装备产品的智能化提升。

基于Moldflow的绗缝机夹子注塑模设计

以绗缝机夹子的短板为例,基于Moldflow有限元分析软件,合理确定了塑件的浇口位置和浇口形式,精确预测出塑件的充型时间、注射压力、锁模力等工艺参数,并分析出塑件的体积收缩率及熔接线、气穴等潜在缺陷的位置。有限元模拟结果为注塑成型设备的选型和成型工艺参数的合理制定提供了可靠依据,为模具的优化设计提供了方向。基于Moldflow分析结果,设计出一套一模两腔侧浇口、带斜导柱侧向分型与抽芯机构的注塑模具并一次性试模成功。Moldflow有限元分析软件在注塑模设计中的应用不仅有效降低了模具设计的成本和周期,也为同类零件的模具优化设计提供了参考。

基于Moldflow技术的汽车保险杠格栅外观缩痕优化研究

以某汽车保险杠格栅为例,研究注塑成型工艺参数对塑件制品缩痕的影响。通过CAE软件Moldflow模拟再现最大缩痕指数与保险杠格栅缩痕位置的对应关系,并设计7因素3水平正交试验方案,得出各试验因素对该保险杠格栅缩痕指数的影响程度大小排序为:保压压力(F)>保压时间(E)>注塑时间(D)>熔体温度(A)>模具温度(B)>冷却时间(G)>注塑压力(C),最优工艺参数组合为A1B3C2D3E3F3G3,即熔体温度230℃、模具温度60℃、注塑压力80 MPa、注塑时间6 s、保压压力40 MPa、保压时间80 s和冷却时间20 s,优化后的工艺参数组合较优化前工艺参数组合所对应的最大缩痕指数下降了80.7%,零件外观质量达到模具蚀纹要求,为后续大型汽车注塑零件优化缩痕问题提供一种科学方法。

基于UG的空调面板模具设计与模流分析

运用UG软件对空调面板进行三维产品设计、模具工艺分析、模流分析和模具结构设计。在空调面板模具结构中,采用热流道转冷流道、多点进胶的浇注系统,有利于克服冷流道进胶系统的弊端。通过斜顶将流道引入到动模型芯、再从内表面进胶,能有效防止产品外表面产生注塑痕迹。根据定、动模镶件结构设计不同的冷却水路,有利于保持模温均匀,提升了冷却效果,使产品快速冷却、定形。

基于三维实体模型的注塑成型保压过程模拟

基于现有的超算平台和有限体积法计算程序,开发基于三维实体模型的注塑成型数值模拟计算模型。基于可压缩两相流模型进行计算,采用有限体积法进行离散,结合流体体积法(VOF)进行界面捕获,使用Cross-WLF黏性模型表征聚合物熔体的流变行为。以平板型腔和带圆柱嵌件型腔熔体保压过程为例进行数值模拟计算,成功预测型腔压力、温度和应力等流动特性的分布,模拟结果与文献中的结果基本吻合。

基于CAE与遗传算法的汽车B柱外饰板轻量化设计

以某品牌汽车B柱外饰板为研究对象,基于CAE分析技术对B柱外饰板结构进行轻量化设计。首先利用ANSYS软件对原始模型进行仿真,在此基础上将B柱外饰板受力工况等效为简支梁模型并计算得到壁厚范围为2.67~2.72 mm,结合实际生产特点最终确定饰板件主要厚度为2.7 mm,随后在CATIA软件中建立轻量化设计后的模型并再次进行有限元仿真,得到饰板在设定的受力工况下的形变量为1.485 1 mm,符合轻量化设计的刚度要求。为了进一步验证设计的合理性,从实际生产出发,将翘曲变形量作为成型质量评价指标,运用正交试验法设计了六因素五水平的工艺组合方案,并采用Moldflow软件进行模流仿真,接着基于Matlab平台建立BP神经网络模型,将其作为适应度函数,通过遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行全局寻优,得到最优工艺参数组合下轻量化设计前后两模型的最大翘曲变形量分别为2.568 mm和2.353 mm,制件质量分别为104.6 g和94.44 g。结果表明,该轻量化设计减重达9.71%并使翘曲变形量减小了8.37%,较好地实现了轻量化的目标,有效提高了制件的成型质量。

复合塑料软包装材料健康发展的机遇和挑战

复合塑料软包装由2层或2层以上材料复合在一起形成的复合材料做成的包装,广泛用于食品、日化、医药、工业、农业等多个领域,从源头到加工过程到末端处置都面临着由内而外的挑战和调整。随着全球进入低碳可持续时代,单材化及单材化赋能技术、新型油墨及环保型胶黏剂技术共同构建了构建低碳零碳负碳技术创新体系,推动塑料软包装行业进入到了低碳、循环可持续的高质量发展期。

固化深度对光固化3D打印成型性能和精度的影响

为了获得高质量的制件,研究了打印参数、固化深度与制件性能和精度间的关系。首先,通过响应面法研究了打印参数对固化深度的影响。实验结果表明,与功率和温度相比,曝光时间对固化深度的影响最为显著。通过检测不同固化深度下制件的拉伸强度、凝胶率、Z轴(垂直方向)和X-Y轴(水平方向)尺寸的变化,研究分析了固化深度对零件力学性能和精度的影响。结果表明,打印参数会直接影响制件打印完成时的性能。然而,进行二次固化处理后,性能差异性降低。随着固化深度的增加,零件在Z轴上的精度降低,在X-Y轴上的精度则表现为先增加后降低的趋势。线宽未增至设计尺寸时,紫外光溢出现象也会导致小间距特征结构的黏附和堵塞。通过对试验树脂的工艺参数进行优化,选择固化深度为0.1 mm时,成功制备出具有清晰通道结构的微流芯片。

在白酒包装企业推行标准化设计的研究

通过在企业开展产品标准化设计活动,达到合理简化品种,规划产品系列,实现产品的组件通用互换的目的,编制企业的产品标准化设计手册。

注塑件表面缩痕的影响参数及优化

在注塑产品的生产过程中,注塑件的表面发生坍缩、产生缩痕是常见的生产缺陷问题,尤其对于壁厚较厚的注塑件。根据上述问题,本文利用Moldflow软件对某种不同壁厚的模型进行模拟仿真,得到了综合影响最高的三个影响因素,分别是注塑流体温度、模具压力保持时间、模具温度等因素,并进行上述因素对坍缩深度、注塑体积缩化比例的连续性影响仿真。综合仿真结果,得出了优化后的参数方案。

挤出机产能效率的影响因素简析

双螺杆挤出机作为改性塑料加工中最核心的设备,其产能效率影响着量产成本、产品质量。如何最大程度发挥挤出机产能效率对改性塑料行业十分重要。从挤出输送机理、挤出熔融过程以及螺杆组合与设计三方面阐述了影响挤出机产能效率的因素。得出了挤出输送的本质是螺筒对物料沿螺杆挤出方向的摩擦和螺杆啮合区的正向输送,并给出提高产能效率的挤出机几何选型方向;熔融过程对输送效率的影响及其工艺调节规律;螺杆组合与设计对产能效率的影响及较优改善方案。

一种熔融单元的LQG伺服控制系统设计

熔融单元是低压注塑设备的核心器件。为了更加稳定、精准的控制熔融单元的温度,该文研究熔融单元的温度控制特性,建立熔融单元温度控制的近似模型,通过绝对误差积分准则IAE性能指标对比pade近似和smith预估器下的PID控制器性能。选取pade近似进行线性二次型调节器LQR控制器设计,并将误差e作为中间状态量进行最优化控制,通过卡尔曼滤波器降低控制器输出电压扰动和温度传感器测量误差对控制器输出和系统输出的影响。通过仿真实验证明,该方法可将系统超调量降低为0,IAE指标表明系统可快速跟随设定值变化,且不存在稳态误差;LQR控制器性能指标达0.865;且控制器具有一定的鲁棒性能。

基于Moldflow的U形颈部按摩器注塑模设计

U形颈部按摩器具有曲面分型、厚壁大尺寸、双向侧抽等特点,通过对其结构进行工艺性分析,设计了一种一模一腔双侧浇口注塑模,并通过斜导柱滑块侧抽机构实现了模具的侧向分型与抽芯。利用Moldflow软件对塑件的充模过程进行了有限元模拟,验证了所设计的浇注系统可以满足对塑件成型质量和成型效率的要求,也为同类零件的模具设计提供参考。

基于Moldflow的护栏支架注塑模设计

通过对护栏支架的结构特点进行工艺性分析,设计了一种一模四腔侧浇口注塑模,并通过斜导柱侧抽系统实现模具的侧向分型与抽芯。利用Moldflow有限元分析软件对塑件的充模过程进行了模拟,验证了所设计的浇注系统可以满足对塑件成型质量和成型效率的要求。Moldflow分析软件在塑料模具设计过程中的正确应用可以有效降低模具设计的成本和周期,也为同类零件的模具设计提供了可靠参考。

基于Moldflow和SolidWorks的测温枪模流分析与模具设计

为降低模具设计的复杂程度,减少后期试模次数,基于Moldflow和SolidWorks软件对测温枪外壳进行模流分析与模具设计。根据测温枪外形分析与材料选择,设定合适的进浇位置和浇注方式,利用Moldflow软件仿真后得出模具的填充溶体流动分布图与注射压力时变图。利用SolidWorks软件完成模具模腔、模仁、推出机构、导向机构和冷却系统的设计计算。结果显示,测温枪外壳生产模具填充时间满足生产要求,注射压力在填充过程中变化幅度较小,有效避免了产品表面熔接痕的出现。

短切碳纤维增强PP复合材料流动性能研究

在总结聚合物流变学基本理论的基础上,分析了影响聚合物流动性能的各个因素。应用正交实验设计理论,通过测定各参数组合实验的阿基米德螺旋线长度来表征其流动性,考察了熔体温度、注塑压力、保压压力、注塑速率四个因素对6种配方聚丙烯(PP)/碳纤维(CF)复合材料熔体流动性的影响,对于各因素的影响程度的大小进行了对比,同时通过优化工艺条件获得了流动性最好的工艺参数组合,并通过实验验证。应用正交实验得到了最佳工艺参数,对CF含量和材料的熔体流动速率以及螺旋线长度之间的影响关系和机理进行了考察。结果表明,注塑压力和注塑温度对于熔体的流动性能影响最大,PP/CF复合材料的熔体流动速率和螺旋线流动长度随着CF含量的增加而降低,降低的速度先快后慢。

注塑模流道系统集成设计技术研究

通过总结注塑模流道系统的设计知识，结合基于特征的设计、专家系统技术和ＣＡＥ分析工具，对流道系统进行完整、全面的设计．利用专家系统进行流道和浇口的初始设计，采用ＣＡＥ工具Ｃ－ＭＯＬＤ和评价目标函数，进行流道和浇口的优化设计，并总结流道和浇口的形状特征，最终建立流道系统的特征和实体模型．这一方法已较好地应用于构造新一代注塑模设计制造系统中．

嵌入加强筋的缝合泡沫夹芯结构复合材料VARTM工艺树脂充填模拟及验证

在缝合泡沫夹芯结构复合材料的泡沫中嵌入轻质的加强筋板,可以在不增加缝合密度并且在只增加较少质量的前提下,增强复合材料制品整体的强度和刚性。文中对真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂在嵌入加强筋的缝合泡沫夹芯结构复合材料预成型体中充填过程进行模拟和验证研究。采用一种矩形流道模型代替沿加强筋与泡沫空隙间的树脂流动,并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;通过PAM-RTM软件模拟了嵌入加强筋板的缝合泡沫夹芯结构VARTM工艺的树脂充填过程,并建立了流动可视化实验装置与模拟对比,结果表明模拟与实验相当吻合。而模拟与实验的结果均表明加强筋的引入可以在局部加强树脂沿厚度方向的流动,但是会延缓树脂对整个预成型体的充填。

具有多种脱模结构的汽车灯罩精密模具设计

按照汽车灯罩的结构和外观要求,设计了一款精密塑料模具。运用热流道与冷流道相结合的进料系统,从产品内表面浇注,解决了产品外表面不允许有注塑缺陷的问题;针对产品边缘有一个分叉的特征,通过采用油缸带动定模斜抽芯进行脱模,在两板模的基础上解决定模斜抽芯的抽芯问题;采用组合式斜顶结构形式,通过将动模斜顶座的滑槽做成斜面,解决了产品上螺柱孔倾斜角度较大的脱模问题;采用“隔片式水井”水路与一条“直通式”水路相结合的形式,建立了冷却效果良好的水路;在动、定模镶件上设计凸凹台,加强了模具的定位精度。