聚碳酸酯气体辅助注射成型制品内应力分布及改善工艺

聚碳酸酯(PC)注塑制品出模后在无外加约束条件下内部应力得不到松弛释放,易导致制品产生开裂,严重影响制品的服役性能。为探究PC制品内应力分布规律,找到有效降低内应力的工艺措施,基于气体辅助注射成型(GAIM)工艺和自行设计制造的带有半圆形加强筋的平板试验模具,结合光弹法和溶剂检测法,研究GAIM制品内应力的分布特点,讨论注气压力和气体保压压力两种工艺参数对GAIM制品内应力的影响规律,提出两种改善制品内应力的工艺方法。研究发现:通过光弹法观测到的应力条纹分布与溶剂浸泡后的裂纹开裂区域一致,即GAIM制品末端及边缘处内应力较大,沿气道两侧应力分布较均匀;较高的注气压力和较低的气体保压压力可以更加有效减小GAIM制品的内应力;通过对GAIM制品24 h即时退火和延长二次注气的卸压时间可以有效降低制品内应力。

气体辅助注射成型时间参数的CCD响应面法多目标优化

相比于传统塑料注射成型,延迟时长和注气时长是气体辅助注射成型(简称气辅成型)特有的工艺参数,增加了气辅成型的复杂性。为了精确设计延迟时长和注气时长的取值,获得理想的气体穿透效果和气指幅度,以具有典型气辅结构的塑件为研究对象,首先采用气辅成型全三维CAE研究了延迟时长和注气时长对气辅成型质量的影响。结果表明,适当增加延迟时长,可以减小或消除气指缺陷,提高气体穿透深度行程,但过长的延迟时长会导致“短射”,过短的延迟时长则会导致严重的气指缺陷;增加注气时长可以提高气体穿透效果,减少表面缺陷,降低内应力和翘曲变形,但注气时长过长时,气指内部的高压氮气会导致其撕裂而形成严重的气指缺陷,更甚者会使气辅塑件膨胀而报废。采用CCD响应面法进行多目标优化,精确设计了延迟时长和注气时长的取值,延迟时长为4 s、注气时长为10.37 s。通过CAE分析和成型试验验证,精确取值下成型的气辅塑件的气体穿透效果和气辅成型质量良好,提高了气辅成型质量和效率,可用于气辅成型实际生产。

气体辅助注射技术及其他介质辅助成型最新进展

概括地介绍了传统气体辅助注射技术的工艺及它的优缺点。并详细地介绍了气辅注射过程中的一些改进方法,如:外部气辅注射、局部气辅注射、振动气辅注射等,及运用其他介质的一些辅助成型方法,如:液体辅助注射(水辅注射)等新技术。

气体辅助注射成型工艺及充模过程CAE分析

描述了气体辅助注射成型的工艺过程及熔体充填和气体穿入的数学模型 ,采用有限元 /有限差分 /控制体积法计算充填阶段的压力场和温度场 ,确定两类移动边界 -熔体前沿和熔体 /气体边界。

气体辅助注射成型PC/PE共混物的形态

通过扫描电镜(SEM)对气体辅助注射成型(GA IM)PC/PE共混物制品相形态的观察,发现作为分散相PC的形变规律与在常规注射成型(C IM)制品中的情况有很大差异。在形态分析的基础上,探讨了气体穿透对气体辅助注射成型制品形态的形成和形态分布影响的机理。

气体辅助注射成型关键技术研究

介绍了气体辅助注射成型原理、成型周期和技术优势,说明了气体辅助注射成型生产工艺和制品设计特点。

基于正交试验的气体辅助注射成型工艺参数优化

以21英寸彩电前壳为例,将Moldflow 2010作为CAE模拟试验平台,以熔体温度、模具温度、熔体注射时间、气体延迟时间、气体压力为关键工艺因素,考察了气体辅助注射成型时制品的翘曲变形量和气体穿透情况。采用正交试验法及极差分析法对Moldflow模拟试验结果进行分析,确定并验证了较优工艺参数组合的正确性。

塑料成型加工讲座(第七讲) 气体辅助注射成型技术

介绍气体辅助注射成型的工作原理、工艺过程及技术要点等。

气体辅助注射成型工艺参数对成型结果的影响

利用Moldflow软件对FM全新卡车内饰顶棚把手的气体辅助注射成型工艺进行了分析,应用正交试验设计的数学方法定量分析了熔体的预注射量、气体注射压力、熔体/气体延迟时间及熔体温度对成型结果的影响程度,同时还考察了单个参数对成型结果的影响趋势。

基于数值模拟的气体辅助注射成型工艺控制研究

基于广义Hele-Shaw流动模型描述了气体辅助注射成型时气体的穿透过程。采用有限元 /有限差分 /控制体积法计算充填阶段的压力场、温度场 ,确定熔体前沿和气熔界面 。

气体辅助注射成型聚丙烯的多层次结构

用扫描电镜(SEM)观察了气体辅助注射成型(GAIM)和常规注射成型(CIM)等规聚丙烯(iPP)在不同部位的结晶形态。发现CIM试样的"皮-芯"结构不明显,而GAIM试样在不同部位则形成了包括球晶、串晶和取向片晶,进而表现出明显的多层次结构。在结晶形态分析的基础上,初步探讨了GAIM制品多层次结构的形成机理。

工艺条件对气体辅助注射成型的影响

基于Hele-Shaw模型,采用CAE技术,利用Moldflow软件对气体辅助注射成型过程中熔体注射温度、熔体预填充量、气体注射压力、延迟时间等重要工艺参数与气体穿透深度、熔体厚度和体积填充时间等重要指标的关系进行了数值模拟。结果表明,熔体注射温度和气体注射压力越高、延迟时间越短,则气体穿透深度越小、熔体厚度越薄、体积填充时间越短;熔体预注射量越大,则气体穿透深度越小、熔体厚度越厚、体积填充时间越短。

气体辅助注射成型模拟中的CAD/CAE模型转换方法

给出了实现气体辅助注射成型CAE技术的理论方法和重要算法过程 ,研究了气辅注射成型过程中由气辅注塑件CAD模型向其CAE模型转换、保证几何模型的无缝传递和数据完备性的过程和方法。结果表明 ,这一技术可以为气体辅助注射成型模拟构造复杂的几何分析模型 ,得到高质量的单元网格和求解精度。

基于Taguchi的气体辅助注射成型工艺参数优化

运用Taguchi试验结合MPI模拟技术,以带筋板类零件的气体辅助注射成型为例,以模具型腔有无短射、气指程度和气道气体穿透率为质量指标,分析模具温度、熔体注射温度、熔体预注射量、气体延迟时间、气体注射压力以及气体注射时间等工艺参数对气体辅助注射成型制品质量的影响规律。运用变量分析确定工艺参数对质量指标的影响度。最后利用加权综合评分法,获得最优的工艺参数组合,为气辅工艺设计提供指导。

熔体温度对气体辅助注射成型PC／PE共混物形态的影响

分别在低温（200℃）和高温（270℃）下制备了聚碳酸酯／聚乙烯（PC／PE）共混物的气体辅助注射成型制品，通过扫描电镜对PC相不同部位的形态观察，发现分散相PC的形变和分布受成型温度的影响比较大。在低温成型时，分散相PC从表层到气道都有变形，而在高温成型时，分散相PC在气道部位几乎没有变形。在形态分析的基础上，探讨了温度对气体辅助注射成型共混物形态的形成和分布的影响机理。

基于Moldflow的竖梁基座气体辅助注射成型工艺优化

通过Moldflow软件对家电产品零件竖梁基座进行了气体辅助注射成型(GAIM)过程模拟仿真,并对比了不同工艺参数方案,优化得出了较好的气道布局和气体穿透效果,能够有效避免表面缩痕等产品缺陷,可以为模具设计及GAIM提供指导。

气体辅助注射成型气体穿透界面计算模型研究

气体辅助注射成型由于其显著的优越性得到了迅速地推广应用,对气辅成型过程的计算机模拟成为当前研究的热点课题．针对气辅成型充填模拟的关键问题──气体穿透界面的求解,首次提出了采用匹配渐近展开法求解气体穿透厚度的计算模型,初步的模拟计算获得了与实验一致的结果．

气体辅助注射成型中气道截面对气体穿透的影响

将各种不同气道截面等效于圆形,引入形状因子来衡量它们偏离圆形的程度。利用moldflow软件对气体在不同构型气道内的穿透过程进行了数值模拟。结果表明:形状因子越大则气体穿透深度越大,对气体辅助注射成型有利。但由于形状因子越大则气道截面偏离圆形越远,不利于形成均匀的熔体壁厚,因此在设计气道截面时,应合理选择形状因子以便获得恰当的气体穿透深度和熔体壁厚。最后还给出了气道设计的一般原则。

复杂壳体类塑料件气体辅助注射成型工艺参数优化研究

以21英寸彩电前壳作为研究对象,将Moldflow 2010作为CAE模拟试验平台,以熔体温度、模具温度、熔体注射时间、气体延迟时间、气体压力为关键工艺因素,考察了复杂壳体类塑料件气体辅助注射成型(GAIM)时制件的翘曲变形量和气体穿透情况。以正交试验设计方法为基础,利用遗传算法并结合径向基神经网络建立GAIM工艺参数优化系统,可用于工艺参数组合的快速确定,为GAIM过程中工艺参数优化提供了一种新的求解思路。

气体辅助注射成型中气道布置及大小对薄壁穿透的影响

将两种不同的气道尺寸,利用Moldflow软件对气体在4种不同布置的气道内的穿透过程进行了数值模拟,结果表明:同样的气道尺寸、不同的气道布置以及相同的气道布置、不同的气道尺寸,其气体的薄壁穿透程度都是不同的。因此在气道设计中,应合理选择气道尺寸和气道布置。最后还给出了气道设计的一般原则。