气辅共注射成型工艺中气道布局影响的CAE研究

基于气体辅助共注射成型充填过程的控制方程,采用CAE方法研究了气道布局对气体辅助共注射成型工艺的影响。通过对几种气道布局的模拟结果对比发现,采用高粘度皮层低粘度芯层时,气道布局对材料分布影响很大,可以通过更换注射顺序来改善材料的分布;沿着浇口到远浇口模壁布置的气道,成型时所需的注塑压力最小,压力分布也较均匀;气体基本上沿着气道在熔体中穿透。

气辅共注射成型工艺的实验研究

通过对现有注塑、气辅设备的改造,对气辅共注射成型工艺进行了实验研究。考察了材料流变性能、注射量和气体注射延迟时间对材料层厚分布及气体在熔体中穿透的影响规律。实验表明,芯皮层材料层厚分布主要受芯皮层熔体粘度比和芯皮层注射量的影响;气体在熔体中的穿透主要受熔体的总注射量和注气延迟时间的影响。

气辅共注射成型充填过程数值模拟中的移动界面追踪技术

气辅共注射成型工艺的充填过程中存在多个移动界面。为能对充填过程进行有效的模拟,针对凝固层界面、表层熔体前沿、内层熔体前沿和气体穿透前沿推进的特点,采用不同的方法实现其追踪。模拟结果与实验结果比较表明,该方法简单有效,能够较准确地预测内层熔体前沿的位置,而要更准确地预测气体穿透前沿的位置,还要进一步考虑注气延迟时间和保压冷却阶段气体在熔体中的“二次穿透”。

气辅共注成型工艺中气道截面影响的CAE研究

基于气辅共注成型充填过程控制方程和7参数Cross-WLF黏度模型,采用数值模拟的方法研究了气辅共注成型工艺中气道截面的大小对熔体流动、气体穿透与压力分布的影响。采用改进的控制体积／有限元／有限差分法实现对充填过程中多重运动界面的追踪以及压力、温度等场量分布的预测,编写了相应的模拟程序。对气道等效直径分别为5 mm、8 mm和12 mm的矩形板的气辅共注成型充填过程进行了数值模拟。通过对模拟结果的比较发现: 随着气道等效直径的增大,气道中的熔体与薄壁区的熔体流速差越来越大,熔体流动的“跑道”效应越来越突出;“薄壁穿透”缺陷由明显到缓解直至基本消除;压力损失越小,压力分布也变得更为均匀。因而在制件设计时,气道截面尺寸宜稍大而不宜过小。

多组分注射技术研究现状

概述夹芯注射、双色注射、气辅共注射和水辅共注射4种典型多组分注射成型技术的原理、特点和应用,以及国内外学者在质量控制、成型工艺、模具设计和注射方法上的研究现状。