基于响应面设计及改进NSGA-Ⅱ的变模温注塑成型工艺多目标优化

针对智能优化算法改进变模温注塑成型技术质量问题,选择模具温度、注射速度、熔体温度、保压压力和保压时间作为多目标优化变量,选择顶出时的体积收缩率和翘曲值作为多目标优化目标,使用Moldflow模拟获得优化目标数值,使用响应面试验设计获得响应面数学模型,并分析模型的显著性和拟合精度。使用改进NSGA-Ⅱ多目标算法,采用自适应策略进行多目标优化,获得Pareto最优解及最佳工艺参数组合。通过模拟分析和实验验证,改进后的算法寻优能力要优于原始算法,体积收缩率和翘曲值同时降低明显,误差值也较低。结果表明,响应面设计和改进NSGA-Ⅱ多目标算法的运用,可以有效提高变模温技术的体积收缩率和翘曲值多目标优化,对于相关工程应用也具有指导意义。

线圈内置式变模温成型模具感应加热系统优化

提出了一种线圈内置式的变模温模具原位感应加热新方法。首先,基于广义的模具“元胞”模型,建立了模拟模具感应加热过程的电磁-热多物理场耦合的有限元模型以评估方案的可行性;随后,为实现模腔表面快速且均匀加热的目标,提出了集试验设计、响应曲面建模和粒子群优化算法于一体的模具感应加热系统多目标优化策略。结果表明,采用该策略可快速获得模具感应加热系统的优化设计参数,优化后模腔表面的加热效率和温度分布均匀性分别提高了38.3%和67.7%。最后,以工业外壳塑件为例阐述了优化设计参数在实际变模温模具感应加热系统设计中的应用,并提出了基于优化参数沿模腔表面布局随形感应线圈的设计方法,结果证实了该方法的有效性和优化参数的普适性。

电热式变模温注塑模具热响应评估实验研究

以电热式变模温注塑模具为例,利用构建的温度数据采集系统对模具型腔表面的热响应规律进行了系统的实验研究。结果表明,加热阶段模腔表面温度随加热时间线性提高,冷却阶段模腔表面的初始冷却速率较快,随后逐渐趋缓;模腔表面在反复循环加热和冷却过程中,其温度首先呈周期性波动上升,随后逐渐达到稳态。建立了稳态时模腔表面波峰温度T max和波谷温度T min与模具加热时间t h和模具冷却时间t c之间的定量关系模型,以对模腔表面温度进行预测,验证试验结果表明模型具有很高的预测精度。最后,以20%玻璃纤维增强聚碳酸酯作为原料,进行了变模温注塑实验,获得了具有镜面高光的面板塑件产品,证实了变模温注塑工艺能显著提高纤维增强塑件表观质量的有效性。

变模温注塑热响应模拟与模具结构优化

变模温注塑可根据不同工艺阶段的特点和要求,随时调整模具温度。在塑料熔体充模过程中,如果模具表面温度保持在塑料玻璃化转变温度以上,可以彻底解决常规注塑工艺存在的熔接痕、喷射痕、流动痕、翘曲和浮纤等缺陷。同时在冷却阶段,通过快速冷却已赋形的塑料熔体,以减小注塑成型周期。从而在不影响注塑生产效率的基础上,提升注塑件的品质。基于这种思想,在深入研究变模温注塑工艺原理的基础上,提出一套新的利用蒸汽辅助加热的模具温度控制方法,制定其工艺流程,并构建相应的动态模温控制装置和系统。通过研究蒸汽辅助加热变模温注塑模具的结构特点,提出了4种不同的模具设计方案,利用有限元软件ANSYS构建了变模温注塑模具传热分析模型,分别对变模温注塑工艺的加热、冷却过程进行温度响应模拟。以减小成型周期和提高温度均匀性为目标,对模具设计方案进行优化分析。将模拟分析获得的结果应用于平板电视机面板的注塑生产,验证分析结果的有效性。

变模温注塑技术的研究与应用分析

变模温注塑是一种基于动态模温控制策略的注射成型技术,可根据不同工艺阶段的特点,随时调整模具温度,可在不降低生产效率的同时有效提升塑件的品质。在深入回顾变模温注塑技术研究发展的基础上,分析比较各种技术的优缺点和应用范围。构建了蒸汽辅助加热变模温注塑系统,实现了平板电视机面板的高光无熔痕注塑生产。

变模温与型腔气体反压辅助微孔发泡注塑技术及其产品内外泡孔结构演变

建立了一种变模温和型腔气体反压协同控制的微孔发泡注塑技术,研制了相应的变模温控制系统与型腔气体反压控制系统,构建了变模温与型腔气体反压辅助微孔发泡注塑试验线,并对变模温与型腔气体反压作用下的产品内外泡孔结构演变进行了研究。结果表明,变模温与型腔气体反压辅助工艺单独施加于微孔发泡注塑技术时,对其产品内外泡孔结构均具有双重影响:变模温可以改善产品大部分的表面形貌,但其对填充过程中的熔体发泡影响不大;型腔气体反压可以基本抑制填充过程中的熔体发泡,但却对产品内部泡孔密度有比较明显的降低影响。通过变模温与型腔气体反压的协同控制,可以实现微孔发泡注塑产品表面气泡形貌和内部泡孔结构的良好调控。

微注射成型中变模温控制技术

阐述了变模温控制在微注射成型中的重要性,介绍、比较了当前出现的电热水冷、感应加热、薄膜电阻式加热、复合模壁绝热一加热、复合模壁绝热压缩热空气加热几种变模温控制实现方法,展望了未来微注射成型中变模温控制的发展趋势。

基于Kriging与GA的双层变模温注射成型收缩控制策略

高温、高压的成型条件,使双层变模温制品的成型收缩对工艺参数的变化极为敏感,双层变模温制品的成型收缩控制策略成为提高制品质量的关键。以某空调遥控器前盖双层变模温成型工艺开发为例,探讨并制定了其成型收缩的控制策略。确定了考量成型收缩的多目标评价体系及参数变量,以拉丁超立方取样设计试验,并利用数值模拟软件进行充模、保压及冷却等过程模拟获取试验数据,建立了基于Kriging代理模型的变量与评价指标间的数学关系;利用遗传算法对数学关系进行迭代,寻找最优成型收缩的评价指标及变量组合;最后,将模拟及生产试验对研究策略的科学有效性进行验证。

基于CAE的大型LCD注塑面板变模温设计与分析

研究了一种利用蒸汽加热和冷却水冷却的变模温注塑工艺,制定了其工艺流程。以LCD面板为例,通过构建变模温注塑工艺分析模型,利用ANSYS对其加热、冷却过程进行了数值模拟,研究了加热、冷却过程中型腔表面和聚合物熔体的热响应规律,为优化变模温注塑工艺参数提供理论依据。最后,通过构建LCD面板变模温注塑实验生产线,并将分析结果应用于实验生产,验证了模拟分析的有效性和准确性。结果表明,利用本工作提出的变模温注塑工艺,可在不降低生产效率的同时,彻底消除塑件表面熔接痕和提高塑件表面光泽度。

蒸汽加热变模温注射成型数值模拟与结果分析

采用Moldflow软件对变模温注射成型过程进行数值模拟。利用蒸汽加热和冷却水冷却的变模温注塑工艺,研究不同蒸汽加热时间下注塑位置处压力以及制件冷凝层的变化规律,同时分析了制件表面和模具型腔表面的热响应规律。结果表明,相比于传统注射成型工艺过程,变模温注射成型通过提高注塑充填过程中模具温度,使得制件冷凝层出现在充填阶段之后;随着模具加热时间从10、15、25s增加到40s,注塑位置处最大注射压力从87.0608、84.6064、79.6863MPa减小到74.4342MPa,大大提高了熔体注塑充填过程中的充填能力;通过不同的蒸汽加热时间,制件表面和模具型腔表面可以获得不同的温度值,同时通过模拟获得了传热系数对制件表面温度的影响。

变模温注射制品翘曲CAE分析

变模温注射成型工艺采用动态的模温控制方法,聚合物熔体在该过程中经历了和传统注射成型不同的热机械历史,继而制品翘曲和传统注射制品有所差异.为获知制品较小翘曲量所对应的加工工艺条件设置,文中对变模温注射制品和传统注射制品的翘曲进行数值模拟并比较差异.从比较结果可见,制品的翘曲量在改变工艺设置后从6.12×10-2mm减小到6.89×10-5mm,由此得知,合适的变模温工艺设置能够有效减小成型制品的翘曲变形.

电热式变模温注塑改善微结构复制度方法

为解决在注塑成型过程中微结构特征难以精确复制的问题,搭建了一套电热式变模温注塑成型系统.该系统采用高功率密度电热棒加热,低温水冷却,并利用压缩空气吹气排水以提高加热效率.该系统各部分动作由外设可编程控制器PLC控制,并与注射机内部控制器的信号互锁.以典型微结构塑件——微流控芯片为例,研究了变模温注塑成型对微结构复制度的影响.结果表明,与传统油加热模具相比,该系统在优化成型工艺参数条件下,可以明显改善芯片微结构复制度,复制度接近100%,并呈现出很好的宏观表面质量.

变模温注射成型数值仿真

针对传统的恒定模温控制技术易导致塑件表面产生熔接痕、流动痕和凹陷等表面缺陷的问题,采用Moldex 3D对某典型型腔进行流动分析,预测模型中熔接痕产生的位置;利用该软件中的暂态冷却模块,采用改变冷却方式和注射时间的方法对普通冷却与变模温技术的保压和冷却效果进行对比.分析结果表明,变模温技术能在不影响生产效率的基础上,达到提升制品品质的目的.

变模温注压成型对超薄导光板品质的探析与实践

超薄导光板高速高压注射成型具有残余应力集中、厚度不均、微特征转写效果差等缺陷。简述了导光板注射成型缺陷原因,重点分析了注压成型工艺对超薄导光板残余应力、厚度均匀性、微特征转写性的影响,并根据导光板设计要求选择最佳工艺方案进行实验,结果显示,与注射工艺相比,注压工艺使导光板样本点应力集中均值从9.46 MPa降为7.98 MPa、厚度均匀性均值从0.428 mm降为0.391 mm、微特征高度均值从0.022 mm提升为0.0388 mm,导光板综合性能显著提高。鉴于微特征转写性是导光板光学性能的关键因素,且其受模温影响显著,进一步将变模温技术与注压工艺相结合,使微特征高度均值进一步从0.0388 mm提升至0.0394 mm,更加接近设计值0.04 mm。

变模温条件下工艺参数对注射成型微结构充填率的影响

鉴于变模温技术可以改善充填性能的特点,利用Moldflow软件对变模温条件下的微结构制品进行了充填和保压分析,并利用正交实验法研究了工艺参数对塑件微结构充填率的影响。实验结果表明:在变模温条件下,流动速率仍是决定因素,模具温度的影响程度有所提高,模具温度并不是越高越好,而是存在一个最佳值。随着离浇口距离越来越远,熔体温度、加热时间、注射压力和保压时间等因素对微结构充填率的影响程度在渐渐增加。

变模温注塑冷热交替循环流体系统设计

通过对冷热交替循环系统冷热介质的流动过程及传热过程的分析,构建冷热介质流动与传热数学模型,提出冷热交替循环系统设计的方法,同时提出通过水流速度变化来控制注塑温度的方法,为高精度、高品质塑料件的生产提供依据。

薄壁注塑成型中的变模温控制技术

介绍了薄壁注塑成型中存在的主要问题,阐述了变模温控制技术在薄壁注塑成型中的重要性,综述了当前各种变模温控制技术的原理及其在薄壁注塑成型中的研究与应用进展,并展望了未来薄壁注塑成型中变模温控制技术的发展趋势。

高光注射成型中变模温技术的应用与研究

论述了变模温在高光注射成型中的重要性,分析比较了蒸汽加热、高压过温水加热、电加热、高频电磁感应加热、半导体加热、红外线辐射加热这几种变模温方法,指出其优缺点,为高光注射成型技术的发展提供了可以借鉴的方向。

变模温模具温度场数值分析与加热参数选取

以缩短加热阶段时间、提高生产效率及产品质量为目的,以流体动力学为基础,应用数值计算与分析技术,分析了变模温注塑模具的温度场,比较了模具加热介质的流速,加热介质入口温度及加热时间。得到了合理的快速加热模具的参数,并获得了均匀的模具温度场,为提供良好的注塑成型条件打下基础。

液晶显示器前壳变模温注塑数值模拟与结果分析

介绍了变模温注塑的成型原理,分析了变模温注塑的成型特点,对液晶显示器前壳注塑模具进行计算机辅助工程建模,并分别针对常规注塑和变模温注塑过程进行了填充模拟和冷却翘曲模拟。结果表明,与常规注塑相比变模温注塑能降低模内应力、减小翘曲量、减少甚至消除制品表面熔接痕、提高熔接强度等,明显提高了制品的质量。