水辅助注射成型技术研究进展

随着水辅助注射成型技术的发展,多工艺方法融合的新型水辅助注射成型技术也取得了一定进展。对传统水辅助注射成型技术从制品的质量、形态结构和纤维取向等方面进行归纳。针对多工艺方法融合的新型水辅助注射成型技术,着重对水辅助共注射成型技术和水驱动弹头注射成型技术的成型原理以及目前的发展现状进行归纳。水辅助共注射成型将传统水辅注射成型与共注射成型结合,水驱动弹头注射成型通过引入弹头代替高压水对熔体穿透,这两种技术可进一步提高制品性能。最后对两类成型技术的不足和未来发展方向进行展望。

水辅助自动顶空-气相色谱法测定藏香中9种苯系物

采用水辅助自动顶空-气相色谱联用技术,建立同时测定藏香中苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯、异丙苯、邻二甲苯、正丙苯、苯乙烯9种苯系物的分析方法。考察了样品的基质效应,讨论了顶空条件、气相条件和前处理条件对9种苯系物分离效果和响应值的影响。样品中加人5mL超纯水,在70℃顶空条件下平衡30min,目标分析物经HP-INNOWax毛细管色谱柱(30m×0.32mm×0.50μm)分离,FID检测器测定,基质校正,外标法定量。结果表明,9种苯系物在25~2000μg·kg^(-1)浓度范围内,线性回归方程的相关系数在0.9996以上,检出限为8.0μg·kg^(-1),加标回收率为94.3%~103.6%,精密度为0.9%~6.3%。本方法前处理过程简便,检出限低,回收率和精密度良好,结果准确可靠,可用于藏香中9种苯系物含量的测定,为藏香的生产及质量安全评价提供一定的理论依据。

水辅助注塑制品水穿透长度和残留壁厚的研究

介绍了自主研发的水辅助注塑设备以及一款经过大量实验后得到的新型喷嘴,并通过单因素实验法研究了短射法成型聚丙烯弯管时工艺参数对制品水穿透长度和沿水道的残留壁厚的影响。结果表明,熔体注射量对水穿透长度影响最大,当其增加13．5％时水穿透长度减小了153mm；沿水道上制品注水后充填部分比注水前充填部分的残留壁厚减小约0．5～1．0 mm；提高注水压力与增加注水延迟时间时注水后填充部分的残留壁厚略有减小。

短射法水辅助注塑工艺水穿透实验

对短射法水辅助注塑工艺中水的穿透进行了实验研究。实验表明,水穿透分为一次、二次穿透,一次穿透分前后段。单因素实验发现,一次穿透长度随熔体预注量的减少、注水延迟时间的延长、注水压力的降低而变长。一次穿透前段残余壁厚随熔体预注量和注水延迟时间的延长而变厚,后段残余壁厚则相反;一次穿透残余壁厚随注水压力增大而变薄。正交实验发现,一次穿透长度主要受熔体预注量和注水延迟时间影响;一次穿透前段残留壁厚主要受注水延迟时间和注水压力的影响;一次穿透前后段残留壁厚差主要受熔体预注量、注水延迟时间和注水压力的影响。

水辅助注射成型充模流动的仿真与分析

基于现有气体辅助注射成型充模流动模型、非定常流场数学方程和湍流模型,突破未考虑高雷诺数水相区湍流特性、小尺度薄壁建模、初始化壁厚的人为影响以及未考虑熔体前沿喷注效应等局限,建立水辅助注射成型充模流动的仿真模型。比较湍流模型,分析水辅成型多相分层流动界面不稳定现象。针对主要工艺控制参数进行仿真分析。结果表明:结晶性塑料随熔体温度升高、延迟时间缩短、水注射入口流速增大,残留壁厚减小,随延迟时间增加、熔体温度降低和水注射流量的增大,负载压力升高,与水辅成型试验结果相吻合。延迟时间对负载压力影响有限,延迟时间和水注射入口流速对残留壁厚影响显著,且水辅成型负载的压力流量耦合特性明显。由此提出以成型效果为目标的水压系统压力控制优化,是改进水辅成型工艺的重要思路。

型腔截面对水辅助注塑成型水穿透的影响

为考察型腔截面对溢流法水辅助注塑中水穿透的影响,基于装备有自行研发的水辅助注射系统的注塑机对几种具有代表性的型腔截面进行溢流法水辅助注塑实验,探究了型腔截面形状、大小对水穿透截面形状、中空率及残留壁厚等方面的影响规律,并分析了影响机理。实验发现:在溢流法水辅助注塑中,水的穿透截面形状会趋向型腔截面形状;在型腔截面积相近时,水穿透的中空率随截面圆率增大而增大;在型腔截面圆率一定时,水穿透的中空率受截面大小影响不大;型腔截面恒定,水的穿透截面也较恒定,残留壁厚均匀;圆截面型腔的残留壁厚最均匀,且残留壁厚随截面的增大而变厚;型腔截面的最大残留壁厚和最小残留壁厚与壁面到截面内切圆中心的距离有关。这些发现为水辅助注塑制品的截面设计提供了参考。

水辅助激光刻蚀氧化铝陶瓷的研究

为了得到较理想的激光刻蚀结果,采用355nm固体紫外激光,分别在空气与水中进行了氧化铝陶瓷片激光刻蚀实验。对激光主要参量如脉冲能量密度、激光扫描速率、激光重复频率等对水下刻蚀深度和质量的影响进行了对比研究;对激光刻蚀的机理以及水辅助刻蚀的物理过程进行了分析,分别得到了紫外激光在空气中与水下的刻蚀形貌与不同激光参量下的刻蚀深度数据。结果表明,水辅助激光刻蚀可以提高刻蚀效率,改善刻蚀质量;水下激光刻蚀深度与激光的脉冲能量密度、加工速率、重复频率和水的深度等参量有密切的关系;水辅助激光刻蚀过程中水的冷却作用以及产生的空泡有效防止去蚀材料的二次黏附,避免变质层的形成,既提高了刻蚀质量,同时也增加了刻蚀深度。

水辅助萃取法从油田含油污泥中回收原油

通过水辅助萃取法从含油污泥中回收合格原油。以溶解度参数和"相似相溶"原则为依据,首先选择几种高效溶剂,然后通过溶解度参数的调整,进行溶剂复配,得到一种高效、低毒和环境友好的萃取剂。萃取剂由正己烷(A2)、混合环烷烃(A3)和醇醚混合物(B1)组成,它们的体积比为A2∶A3∶B1=0.5∶0.3∶0.2。考察了剂泥比、萃取温度、萃取时间、搅拌速度对萃取效果的影响。结果表明,最佳萃取条件为:剂泥比5∶1,萃取温度35℃,萃取时间45 min,搅拌速度160 r/min。在最佳条件下萃取得到的原油残油率为3.65%,油-水界面清晰,无明显中间层,易于分离;350℃以上馏分占74%,原油较重;含饱和分7.54%、芳香分45.13%、胶质28.12%、沥青质5.23%,含硫1.99%、镍622μg/g,含水0.8%,达到油田外输油的要求。

水辅助准分子激光微加工硅的实验研究

为了研究脉冲激光在不同介质中的刻蚀特性,采用20ns短脉冲、248nm准分子激光(能量为150m J^250m J)分别在水和空气两种介质中对半导体单晶S i片进行微刻蚀实验研究。在实验的基础上,研究了两种介质中准分子激光刻蚀S i的刻蚀孔的基本形貌和刻蚀速率,并对结果进行了对比分析。研究结果表明,水辅助激光微加工时,熔屑易从加工区排出,有助于提高加工的表面质量;同时,水的约束提高了冲击作用,使得刻蚀速率加快。

水辅助注塑气泡与二次穿透的分析

水辅助注塑产品中容易出现气泡缺陷及二次穿透现象。文中通过实验与理论分析相结合的方法揭示了水辅助注塑制件内壁面气泡现象产生的主要根源并不是水的气化,而是注水装置设计或工艺的缺陷导致注水前注水通道中存在空气,注水时空气与水一同注入所致。只需改进注水装置,保证注水时是纯水注入就可避免气泡缺陷的产生。同时采用实验手段分析了二次穿透的产生原因及具体形成过程,并与气体辅助注塑的二次穿透进行了比较。探究了熔体预填充量对二次穿透的影响,可通过精确控制熔体预填充量或在制件末端设置小段类似溢料腔的结构来消除或改善二次穿透。

水辅助注塑的GA-LMBP逆向神经网络建模与预测

水辅助注塑是一种新的塑料注塑技术,由于其过程的复杂性,难以采用数学方法建立其过程的数学模型.因此,文中提出一种遗传算法(GA)与LMBP神经网络算法相结合的逆向神经网络(简称GA-LMBP),采用一系列的实验结果,建立水辅助注塑的过程模型.交叉验证表明,该模型的预测值与实验值较吻合.输入水辅助注塑制品上不同位置的壁厚,该模型可快速而准确地预测相应的加工参数,包括熔体注射量、注水压力、注水延迟时间和熔体温度.

水辅助注塑中高压水穿透过程的数值模拟

对水辅助注塑(WAIM)中高压水的穿透过程进行有限元模拟,研究熔体的充模行为,并分析其拉伸场和剪切场。结果显示,高压水推动熔体充模的过程可分为填充初期、快速填充期和填充末期3个阶段;较明显的拉伸应变速率仅出现在高压水前沿和熔体前沿区域;高压水前沿区域存在分布较宽且较为强烈的剪切速率,而高压水对已穿透区域的熔体几乎没有剪切作用。此外,模拟所得WAIM制品的穿透长度和掏空率与实验结果较吻合。

水辅助注射成型充填过程中工艺参数影响的数值模拟

基于Hele-Shaw流动模型,对一直管的水辅助注射成型的充填过程的工艺参数的影响进行数值模拟。通过单因素实验法研究了工艺参数对水穿透长度与其厚度分数的影响。结果表明,熔体注射量对水穿透距离影响最大,而熔体温度、模具温度、注水温度、注水压力对水穿透距离与其厚度分数的影响不是很明显。

短玻纤增强聚丙烯水辅助注射成型纤维取向数值模拟

基于Folgar-Tucker纤维取向模型,利用Moldex3D对三维长直管件进行溢流法水辅助注射成型可视化研究。结果表明,在制品初始段位置的水道层区域纤维取向倾向于无序状态,而在制品的中间段及末尾段位置的纤维倾向于沿流动方向形成取向;通过适当的增加注水延迟时间可以有效地改善制品初始段位置的纤维沿流动方向的取向。另外,还发现沿流动方向的纤维取向最有序的位置是靠近壳层位置的芯层区域;在制品的末端位置,注水压力、熔体温度显著影响纤维沿流动方向的取向。

水辅助注射成型中水穿透行为的可视化研究

基于自主研发的注水系统,利用具有矩形变截面和弯道模腔的水辅助注射成型可视化模具,采用聚苯乙烯为材料,对不同水压下的水辅助熔体流动充模的过程进行了观察,着重研究了水的穿透行为。研究发现:注水喷嘴的冷却使其周围熔体黏度增大,水穿透高黏度熔体区后产生紊动射流,射流穿透长度随注水压力的增大而增长。注水压力较低时,水的穿透方向容易发生改变,注水压力越高,水道越光滑。水在弯道入口和收敛过渡区的穿透过程中前缘逐渐缩小,在弯道出口和扩散过渡区的穿透过程中前缘逐渐扩宽。

水辅助激光加工技术的实验研究

介绍水辅助激光打孔和切割实验研究。研究表明 ,用毫秒级YAG脉冲激光对不锈钢和Al2 O3 陶瓷加工时 ,熔屑易从加工区排出 ,有助于提高加工的表面质量 ;加工单晶硅时 ,加工表面易产生微裂纹 ,使加工质量变差。激光通过水层时 ,有能量损失 ,水层深度越深 ,能量损失越大。

水辅助注射成型技术研究进展

介绍了水辅助注射成型技术的发展、成型原理及成型的方法种类。与气体辅助注射成型技术进行了对比,指出采用水辅助注射成型技术具有冷却效率高、成型周期短、制品壁厚小、能成型直径较大的制品等优点,这些优点可拓宽该技术的应用领域。最后分析了目前制约水辅助注射成型技术广泛应用的原因。

水辅助注塑技术研究进展

水辅助注塑是在气体辅助注塑基础上发展起来的一种成型中空制品的新技术,综述了水辅助注塑中熔体的流动行为、工艺参数对制品残留壁厚及穿透长度的影响、制品微观形态及力学性能和数值模拟技术的最新进展,最后对水辅助注塑技术研究前景进行展望。

基于响应面法的水辅助共注塑管件的工艺参数优化

以最小总壁厚及内层壁厚为目标,基于响应面法(RSM)对成型工艺参数进行优化。由单因素实验确定总壁厚和内层熔体壁厚的主要影响因素;由Plackett—Burman试验确定关键因素;再通过Box—Behnken试验设计和响应面法分析与优化,获得最小总壁厚和内层熔体壁厚的工艺条件为:注水压力7.5 MPa,注水延迟时间2 s,内层熔体温度215℃;在优化条件下,利用Design-expert模型预测总壁厚和内层壁厚与实验结果吻合较好,表明响应面法能够优化水辅助共注塑管件最小壁厚的工艺参数。

工艺参数对水辅助熔体充模流动的影响

基于水辅助注塑仿真模具,采用示踪技术,对不同注水延迟时间、注水压力、熔体温度和熔体填充量下的水辅助充模的熔体流痕进行了考察,研究了工艺参数对熔体流动的影响。实验结果表明:随着注水延迟时间的增加,一次穿透中的回流区域呈向水道边靠近的趋势,随水流动的熔体减少,受强剪切作用的熔体区域在水道边变窄。熔体温度低,模壁附近的高黏度熔体流动性差。增高熔体温度,水更容易穿入熔体,注水喷嘴附近熔体中的泡孔增多,回流层增加。当注水压力高到一定值后,水对熔体的拖动足以克服熔体阻力对流动的影响,回流消失,水的穿透作用明显。注水压力低时,靠近水道的熔体受到的剪切作用大。与喷嘴接触的高黏度熔体形成的流阻远大于增加熔体量形成的流阻。