模具型腔气体压力对微发泡注塑件表面质量的影响

微发泡注塑成型制品表面的螺旋纹及银纹缺陷阻碍了此新工艺的推广应用,此缺陷主要是由填充过程中熔体流动前沿的泡孔发生破裂造成的。为提高微发泡注塑件的表面质量,提出一种利用高压氮气进行加压并使用高压容器进行稳压的模具型腔气体压力控制方法,构建相应的模具型腔气体压力控制装置和控制系统,进行某种医疗器械外观产品的气体反压(Gas counter pressure,GCP)微发泡注塑试验,研究填充过程中模具型腔气体压力对微发泡注塑件表面质量的影响规律。结果表明,随着模具型腔气体压力的提高,微发泡注塑件表面螺旋纹及银纹逐渐减少直至消除,塑件表面光泽度显著提高,塑件表面粗糙度明显降低。对选用的ABS材料,模具型腔气体压力为3 MPa时可获得表面质量优良的微发泡注塑产品。

微发泡注塑成型PC制件的表面缺陷及形态分析

微发泡注塑成型制品常有漩涡状流痕和银纹两类表面缺陷。漩涡状流痕与均相溶液的流动形态关系密切,多在浇口附近;而银纹多在远离浇口处。文中利用扫描电子显微镜(SEM)对微发泡注塑成型聚碳酸酯(PC)制品的漩涡状流痕、银纹及泡孔形态进行观察,发现微孔形态和表面缺陷之间存在如下关系:漩涡状流痕对应的气泡剪切变形较小,而银纹相关的气泡剪切变形较大;根据气泡SEM的形态,银纹可细分为银带纹、银丝纹。剪切变形大、不破裂气泡表面形成银带纹,破裂则形成银丝纹。

微细发泡注塑成型工艺与微泡尺寸的关系

以数值模拟作为实验手段,工艺参数对微泡长大的影响的判断则采用田口实验方法来进行;结果得出各工艺参数对微泡尺寸的影响次序由大到小为:熔体温度、初始填充量、注射时间、模具温度。在此基础上,进一步研究了各个工艺参数对微泡长大的影响,得出适当降低熔体温度和提高初始填充量可以优化微细发泡注塑制品的微泡尺寸;而注塑时间和模具温度对微泡尺寸的影响不大。

长玻纤增强PP微发泡注塑工艺

选用长玻纤增强聚丙烯(PP/LGF)为原料,利用扫描电子显微镜(SEM)具体分析了不同发泡质量下的制品截面,利用DOE软件分析工艺参数对纤维断裂的影响,通过减重率将制品的平均残余纤维长度、泡孔结构与力学性能建立联系,最终给出合理工艺建议。得出以下结论,纤维增强微发泡复合材料具有明显“三明治”结构;与未发泡制品相比,微发泡制品内平均残余纤维长度提高了25.1%~89.6%;注气量与注塑压力对平均残余纤维长度影响较为显著,提高平均纤维残余长度可以降低发泡对制品带来的力学损失;在实际生产过程中,首先需要考虑产品目标的减重比,根据减重比的大小来调控平均残余纤维长度以及其发泡质量,以达到目标减重比的同时减少力学性能的损失。

微细发泡注塑成型成核工艺与微孔形态的关系

以微孔形态为研究对象,利用田口实验设计方法安排相关数值模拟实验,通过对实验数据的信噪比和方差分析,研究了饱和压力、熔体温度、气体浓度及其三者之间的交互作用对微孔形态的影响。结果显示,影响微孔形态的因素从大到小依次为:饱和压力、气体浓度尺寸和熔体温度;同时研究表明,饱和压力和气体浓度之间的交互作用也是影响微孔形态的重要因素之一。最后基于最优工艺方案组合,达到了改善微孔形态,提升产品质量的目的。

基于数学模型的微细发泡注塑成型工艺与微泡关系的研究

研究了微细发泡注塑成型工艺中微泡长大的数学模型,建立了成型工艺和微泡尺寸之间的数学关系。在对该数学模型进行数值分析的基础上,着重研究了熔体温度、注塑时间、模具温度、初始填充量对微泡尺寸的影响。

化学微发泡注塑在汽车门内饰板的应用

为了通过汽车内饰注塑零件的轻量化以降低整车燃油消耗,该文论述了化学微发泡注塑在汽车门内饰板中的应用。通过对化学微发泡注塑工艺原理的介绍及工程力学计算公式的运用,分析出减重目标及初始注塑壁厚,并在综合考虑减重目标、泡孔状态的稳定性及零件的性能后,确定出最为合适的发泡厚度和材料的弯曲模量。在满足刚度要求的基础上达到了轻量化的目的,最终将化学微发泡注塑工艺成功地应用在某量产车型门内饰板上,实现了23%的减重效果,取得了良好的经济和社会效益,为汽车内饰注塑零件的轻量化设计提供了参考。

基于非连续超临界N_2注气系统的聚丙烯发泡注塑工艺参数

将聚丙烯与1%的滑石粉混合造粒,使用N2作为物理发泡剂,通过自行搭建的非连续超临界N2注气系统,研究发泡注塑工艺过程中注射行程、注射速度、螺杆转速、熔体温度对制品表面质量、减重和泡孔结构的影响。结果表明:注射行程引起的熔体填充量变化是影响制品减重的首要因素,随着填充量的增加,减重下降明显;高压力降速率能够得到均匀泡孔分布且泡孔密度较高的制品;螺杆转速导致停留时间改变对制品表面质量影响较大;熔体温度影响到发泡剂在聚合物熔体中的溶解,螺杆转速130～150 r/min、熔体温度200℃时,能够得到减重、制品表面质量和泡孔结构俱佳的制品。

微发泡注塑注气系统气涌现象的可视化研究

微发泡注塑过程中超临界流体的注入是一个非常关键的环节,但是现有的注气系统会在注气开始时形成气涌,严重影响单相熔体的制备,并降低制品的性能。通过可视化的实验,来直观证明气涌现象在不同压力条件下普遍存在,并定量求出气涌量与压力条件的关系,为后续控制气涌量提供依据。

微发泡注塑制品表面质量的优化研究

以聚丙烯(PP)和高纯氮气为原料,采用高压短时和低压长时两种注气方式进行了微发泡注塑实验,并在以低压长时为注气方式的实验中,在不同熔体温度、注气压差和储料长度下,研究了冷却时间与制品表面出现大气泡概率之间的关系。结果表明,通过高压短时注气方式得到的制品表面出现大气泡的概率较高,严重影响制品质量;采用低压长时注气方式,制品表面出现大气泡的概率显著降低;延长冷却时间可以完全消除制品表面的大气泡,且在一定范围内,熔体温度越高、注气压差越大、储料长度越大,消除大气泡所需要的最佳冷却时间越长。

间歇注气法提高微发泡注塑产品表面质量的研究

采用间歇注气法制备了聚丙烯(PP)微发泡注塑产品,利用原子力显微镜对样品的表面形态进行了观测,扫描电子显微镜对泡孔形态进行检测,并对其表面粗糙度进行计算。研究了塑化长度和注气延时对微发泡注塑产品表面质量的影响。结果表明,在塑化长度不变的情况下,随着注气延时的增加,制品的质量降低,流动前沿所含超临界气体体积减少,表面质量因此而提高。在注气延时不变的情况下,随着塑化长度的增加,不含泡孔的制品表层厚度也加大。

微发泡注塑成型技术的研究和应用

介绍了微发泡技术的发展情况和基本原理,阐述了微发泡注塑成型技术,对MuCell系统在海天注塑机上的应用做了详细的分析,概述了微发泡注塑系统的优势和具体应用。包括MuCell微发泡专用的塑化单元,塑化单元辅助设备,螺杆位置控制功能,提供必要的信号给微发泡系统,注塑机操作界面加入MuCell相关操作,急停互联等。

玻纤增强微发泡注塑成型制品等效弹性矩阵的计算

玻纤增强发泡注塑的复杂工艺导致其注塑制品在厚度方向上微结构明显分成3层:表层、过渡层和芯层,对注塑制品力学性能影响很大。针对各层的纤维取向、气泡大小和形状,按照均匀化理论,建立了分层和分级的代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)模型,并通过C++编程实现对RVE模型的等效弹性力学性能的均匀化求解。对玻纤增强汽车门板发泡件进行的等效弹性力学分析结果显示,均匀化求解结果与试验结果吻合,验证了分层和分级建立的均匀化理论模型具有较高的工程适用性,为进一步预测纤维增强微发泡注塑件的其他力学性能,优化微发泡注塑工艺提供了科学的参考和依据。

应用微发泡注塑工艺的门护板轻量化研究

以某车门护板的开发过程为例,探讨微发泡注塑技术在门护板总成上的应用研究。该技术减轻了产品质量,加快了注塑的节拍,降低注塑模的锁模力,在实现零件轻量化的同时,提升生产效率,节约能耗,对于汽车内饰件的设计和工艺选择具有一定的参考价值。

气体反压化学发泡注塑产品泡孔结构形成与演变过程的实验研究

以标准拉伸样条为研究对象,系统探讨了气体反压工艺中反压压力和作用时间对化学发泡注塑成型过程中熔体发泡行为的影响。根据实验获得的结果,提出了前沿泡孔不破裂的临界反压压力、熔体不发泡的临界反压压力和二次发泡卸压时间,并揭示了气体反压技术对化学发泡注塑过程中熔体发泡行为的影响机理。

含气材料的可压缩性在注塑微发泡中的研究与应用

利用改进的常规微发泡注射成型机可对预塑含气聚合物熔体产生高压而实现了注射成型的压力-体积-温度(PVT)的在线测量。通过对聚苯乙烯和聚丙烯的含气或不含气熔体在一定温度下的压力-体积(PV)行为进行研究,发现含气聚合物熔体的可压缩性远大于不含气聚合物熔体。在实际应用中,含气聚合物熔体的较大的可压缩性可用于辅助注射和加快气体融入熔体过程从而提高发泡质量。另一方面,根据含气聚合物熔体的可压缩性大而存在的安全隐患所做的压力释放试验,首次在国内提出了新的含气材料注射成型的安全操作指导。

注塑发泡工艺对PEEK制品性能影响

聚醚醚酮(PEEK)作为最具代表性的特种工程塑料,由于其具有较好的力学性能已被广泛应用于航天和军事领域。采用超临界流体注塑发泡的方式制备了发泡聚醚醚酮,发泡制品的质量降低了21%(比强度为59.8),最低介电常数为2.47。泡孔结构的介入降低了制品的力学性能,但是,较好的减重效果使发泡制品仍然具有较好的比强度。探究了泡孔结构对发泡PEEK制品的介电性能的影响规律,结果表明,更宽的发泡层使样品中的气体含量更高,可以有效降低制品的介电常数。由于分子链的极化作用,PEEK试样在X波段存在明显的介电常数波动现象。结晶可以抑制分子链的极化,因此,较高的结晶度可以降低制品的介电常数。研究表明,定向调控PEEK发泡制品的介电性能提供了指导方向。

聚酰胺6微纤增强聚丙烯复合材料制备及化学注塑发泡性能研究

将原位成纤(INF)和化学注塑发泡(CFIM)技术结合,研究了相容剂对聚丙烯/聚酰胺6(PP/PA6)复合材料微纤形貌、黏弹性、力学性能和CFIM行为的影响。结果表明,PP-g-MAH相容剂的加入显著减小了PA6分散相尺寸,得到平均直径约265 nm的PA6微纤均匀分布于PP基体中,微纤网络结构的存在和相界面的协同增强效应显著提高了INF复合材料力学强度,拉伸强度相比纯PP提升26.2%,冲击强度相比纯PP提升62%;基于自制的吸‐放热平衡化学发泡剂的CFIM实验,制备出泡孔尺寸62μm、泡孔密度近5×10^(5)个/cm^(3)的INF复合泡沫制品,实现了12%样品减重的同时,相比纯PP泡沫,比拉伸强度提高了17%,比冲击强度提高了46%。

国内外注塑发泡成型技术发展概况

阐述了国内外注塑成型发泡技术的发展情况和应用背景,分析了微孔注塑成型技术的优势,综述了微孔注塑成型技术的基本原理、先进辅助技术以及应用材料,简要介绍了微孔注塑成型制品的表征手段,并对微孔注塑成型技术的发展前景进行了展望。

超临界流体微孔注塑发泡制品的泡孔形态优化研究现状

在节能减排背景下,超临界流体微孔注塑发泡制品的应用对实现交通载具轻量化具有重要意义。超临界流体微孔注塑发泡工艺中泡孔形态的调控对产品质量控制而言非常关键却不易实现。为此,首先针对超临界流体注塑发泡的工艺流程,剖析了导致泡孔形态不均的原因;其次综述了工艺参数、材料改性、工艺方法改进及辅助发泡技术的泡孔形态调控方法,并对相应的泡孔调控机理进行归纳总结;最后,对超临界流体微孔注塑发泡工艺的发展方向做出了展望。