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。

水驱动弹丸辅助注塑弯管的壁厚分布

水驱动弹丸辅助注塑技术(W-PAIM)是利用高压水驱动预置于模具型腔中的弹丸穿透熔料得到中空塑件的新型注塑工艺。采用实验与模拟相结合的方式研究了W-PAIM弯管的壁厚分布机理。通过比较水辅助注塑(WAIM)和WPAIM弯管试样的壁厚,发现W-PAIM管件的壁厚要薄得多,其壁厚主要取决于弹丸截面尺寸及高压水对弹丸穿透边界熔体的挤压;对弯曲半径相同、偏转角不同的弯曲处壁厚的实验与模拟研究发现弯曲内侧壁厚薄、外层壁厚厚,且壁厚差随偏转角度增大而增大;对偏转角为90°,弯曲半径不同的弯曲处壁厚的实验与模拟研究发现,弯曲处壁厚差随弯曲半径的增大而减小。通过模拟结果分析发现,这都是由于弯曲处的压力分布特点与速度分布特点所致。

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。

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。

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。

新型注射成型技术——水辅助注射成型

水辅助注射成型技术是一种新型的流体辅助注射成型技术。介绍了水辅注射成型原理、成型工艺过程、工艺特点,论述了水辅助注射成型设备的系统组成、成型设备以及该技术的应用和国内外的研究现状。

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。

水辅助注射成型技术研究

基于简化和假设,建立了水辅助注射成型数学模型;介绍了水辅助注射成型设备和实验装置,并探讨了水辅材料;对成型过程中的数值模拟及实验研究进行了综述,归纳总结出当前国内外水辅助注射成型研究的重点问题及最新进展。最后,对水辅助注射成型的技术难点、不足及研究方向进行了展望。

水辅助注射成型技术及其研究现状

对水辅助注射成型技术的起源、发展状况、加工原理、优缺点、成型方法、应用现状及存在的问题进行了简要介绍,并对水辅助成型技术的研究现状进行了论述;在实验研究中简要地对各实验方法和结论进行了总结,理论研究中分析了流动和冷却过程中采用的数值模拟方法及建立的数学模型,最后指出了水辅助注射成型技术需要解决的问题和继续研究的方向。

水辅助共注射成型充填过程的数值模拟研究

基于黏度幂率模型,建立了水辅共注成型充填流动过程的瞬态、纯黏性、非等温的理论模型,并采用有限体积法对水辅共注成型过程进行数值模拟。研究了内外层注射量、内外层熔体流变指数比、注水温度、注水速度、注水延迟时间、内层熔体温度和模壁温度等因素对充填过程的影响规律,并根据流变学理论阐述了其影响机理。

水辅助注射成型技术的发展

介绍了水辅助注射成型技术的原理,综述了水辅助注射成型技术的研究与应用现状,指出了亟待解决的关键问题,展望了该领域今后的发展方向。

注水参数对水辅助注射成型充填过程影响的数值模拟

建立水辅助注射成型二维、瞬态、非定常流动模型,采用黏度幂律模型,在k-ω湍流模型下,充分考虑注射水的湍流特性以及熔体前沿的喷注效应,采用有限体积法(VOF)对充填过程中的注水速度、注水温度和注水延迟时间等注水控制参数的影响进行数值模拟。结果表明,注水速度的增加会增加水在熔体中的穿透长度,并且会减小残余壁厚;注水温度对水的穿透长度和残余壁厚的影响均不显著;随着注水延迟时间的增长,水的穿透长度和残余壁厚均有增加的趋势。

水辅助注射成型充模过程的数值模拟研究

基于Hele-Shaw流动模型,采用广义牛顿流体本构方程,建立了三维薄壁塑件的水辅助注射成型充模过程数学模型,采用有限元/有限差分/控制体积法数值求解。对薄壁平板塑件的水辅助注射成型充模过程进行了模拟,模拟得到的熔体前沿位置与前人实验结果吻合较好,浇口处压力变化、水的厚度分布及平均温度分布合理,验证了所建立的模型和采用的数值模拟方法的有效性。

板类制件水辅助注射成型流动过程的数值模拟研究

基于Hele-Shaw流动模型,采用广义牛顿流体本构方程,建立了三维薄壁制件的水辅助注射成型充填阶段的数学模型,采用黏性、可压缩非牛顿流体基本方程,建立了水辅助注射成型保压补缩阶段的数学模型。采用有限元/有限差分/控制体积法数值求解。最后对一具有梯形截面水道的薄壁平板零件的水辅助注射成型流动过程进行了模拟,模拟所得到的熔体前沿位置与前人实验结果吻合较好,浇口处压力变化、水的厚度分布及平均温度分布合理。

水辅助注射成型技术的发展与应用

介绍了水辅助注射成型技术的工艺过程与方法 ,深入分析了水辅助注射成型的主要特点 ,比较了水辅助注射成型与气体辅助注射成型的主要差别 。

水辅助注射成型技术的研究进展

介绍了水辅助注射成型的基本原理、成型方法及特点和应用。综述了水辅助注射成型的实验研究和数值模拟研究的进展,指出了水辅助注射成型技术的关键、难点和今后的工作方向。

水辅助注射成型保压过程的数值模拟研究

基于Hele_Shaw流动模型,采用黏性可压缩非牛顿流体基本方程,建立了水辅助注射成型保压过程的数学模型,并采用有限元/有限差分法对一具有梯形水道的薄壁平板零件保压过程中的浇口处压力变化、水的厚度分布及平均温度分布进行了数值模拟研究,并与传统注射成型进行了对比,验证了水辅助注射成型的优越性。

管件流体-弹丸辅助注射成型实验初步研究

流体-弹丸辅助注射成型(FPAIM)技术的成型本质不同于流体辅助注塑成型(FAIM)。为研究其成型特点,基于装备有自行研发设计的流体-弹丸辅助注射单元的注塑机进行FPAIM成型实验,并与FAIM工艺进行了对比分析。结果表明,FAIM工艺的壁厚和穿透长度受流体介质、工艺方法等诸多因素影响,壁厚和穿透长度均难以有效控制,而FPAIM工艺由于引入了固体弹丸,其壁厚主要取决于弹丸的截面尺寸,壁厚可更薄、更均匀、更可控;短射法FPAIM管件的穿透长度亦可以根据均匀的壁厚数值,通过计算射胶量实现较为精确的控制;FAIM短射法存在二次穿透,而FPAIM短射法在未穿透段内部会出现缩孔。

水辅助注射成型制品缺陷机理

水辅助注射成型是生产中空塑料制品的新方法,具有制品质量更轻、壁厚更均匀以及成型周期更短等优点.由于新的工艺参数的引入,制品质量变得更加难以控制,容易产生一系列的制品缺陷问题.归纳总结了水辅助注射成型的主要制品质量缺陷问题,如不规则残留壁厚、指形化和空心孔等,对这些缺陷问题进行了机理分析.此外,从聚合物的材料特性、制品的结构尺寸,以及成型工艺参数等方面提出了避免缺陷的改进措施及方法.