基于粒子群算法的汽车仪表框架注塑工艺参数优化

以某汽车仪表框架为例,对塑件注塑后的翘曲量进行研究。选取模具温度、熔体温度、冷却时间、保压压力、保压时间和注射时间作为自变量,以翘曲量作为优化对象。通过正交试验得到各个工艺参数范围内翘曲量较小的工艺参数组合,利用BP神经网络建立塑件翘曲量和各工艺参数之间的非线性模型。将BP神经网络模型作为粒子群算法的适应度函数,通过粒子群算法的优化能力对工艺参数进行优化,并得到最小的翘曲量0.9363 mm和最优的工艺参数组合,即模具温度55.813℃,熔体温度259.568℃,冷却时间29.650 s,保压压力85.02 MPa,保压时间29.187 s,注射时间1.23 s。利用Moldflow模流分析软件对最优的工艺参数组合进行翘曲分析,得到翘曲量为0.9489 mm。与初始默认值和正交试验优化的工艺参数结果对比,翘曲量分别降低了64.48%和19.17%,达到优化塑件质量的目的。

基于熵权TOPSIS法的注塑工艺参数多目标优化

以玩具车车门面塑件为研究对象,提出了一种基于熵权TOPSIS综合评价法的注塑工艺参数多目标优化方法。首先,结合顶出时的体积收缩率、总翘曲变形量和缩痕估算等试验指标要求,建立5因素4水平的正交试验;其次,利用熵权法确定各试验指标的权重;然后,采用TOPSIS综合评价法将多目标优化问题转化为以综合评价值为单一指标的单目标优化问题。最后,通过极差分析得到影响试验指标的显著因素和最优工艺参数组合。与默认推荐工艺参数相比,采用最优工艺参数组合后,顶出时的体积收缩率、总翘曲变形量和缩痕估算分别降低了56.16%、41.24%和52.27%,证明了基于熵权的TOPSIS综合评价法在注塑成型工艺参数优化方面的有效性。

BP网络在注塑工艺参数设计与优化中应用

翘曲变形是影响注塑零件的质量和装配过程的主要问题之一。文章从注塑理论的角度分析了翘曲变形发生的原因,通过优化工艺参数尽可能减小零件的翘曲变形量,设计车灯反射器三维模型,对三维模型进行网格划分并评价了网格质量,建立基于Moldflow虚拟仿真环境的注塑仿真过程。通过分析发现,定熔融状态下的塑料温度Tp、模具温度Tm、注射时间ti、保压时间th以及冷却时间tc是影响注塑零件翘曲变形量的主要工艺参数。

基于TOPSIS的注塑工艺参数多目标稳健优化设计

针对现有注塑工艺参数稳健设计未安排外表试验以深入分析成型过程中不可控因素的影响、未综合考虑注塑制品的多质量特性等不足,提出基于内外表参数设计、信噪比分析和逼近理想解排序(Technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)的注塑工艺多目标稳健优化设计方法。通过二水平正交试验和方差分析筛选出对注塑制品质量影响最大的主要工艺参数作为可控因素,将其误差作为噪声因素,进行内外表参数设计。利用均匀试验设计和逐步回归分析建立预测给定注塑工艺方案下成型制品质量的二次多项式模型,以快速获得内外表所有试验方案下成型制品的质量指标值,进而高效地计算出内表试验方案下各质量指标所对应的信噪比。在此基础上,利用TOPSIS对内表各试验方案进行优劣排序并选取稳健最优的注塑工艺参数设计方案。手机面板的注塑工艺多目标稳健优化设计实例验证了方法的有效性。

基于关联度的注塑工艺参数稳健优化设计研究

在注塑成形过程中,考虑塑料物性参数等随机因素波动的影响,选取最大翘曲变形量为成形质量指标,提出了基于关联度的变量筛选、神经网络响应面及蚁群优化的注塑成形工艺参数稳健设计方法。基于左侧距和位值的定义,提出了关联度的计算公式;建立了基于关联度的稳健优化模型;提出了混合交叉变异的蚁群算法。将基于关联度的稳健设计方法应用于某遥控器外壳的注塑成形工艺优化,数值模拟及实际注塑试验表明,该方法减小了最大翘曲量的标准差,并有效地提高了塑件的尺寸公差。

注塑工艺参数对HDPE化学发泡行为的影响

设计了注塑工艺参数对高密度聚乙烯(HDPE)化学发泡质量影响的正交实验,用SEM对发泡HDPE材料样品的泡孔形态和尺寸进行了观察和测量统计,系统研究了注塑温度、注塑压力、注塑速度和冷却固化时间对化学发泡法制备高密度聚乙烯(HDPE)发泡材料泡孔平均直径、泡孔尺寸分布、泡孔密度的影响。结果表明,注塑温度对发泡HDPE的结构参数影响最大,其次为注塑压力。注塑温度的影响与其对发泡剂分解速度、产气量、熔体强度的影响而导致泡孔的形核和长大(并泡)过程有关。通过优化工艺,获得了泡孔平均直径为21μm、泡孔密度为每立方厘米3.2×107个、泡孔尺寸分布均匀的HDPE发泡材料样品。

注塑工艺参数对加强筋脱模力的影响

大型注塑产品往往拥有大量深而薄结构的加强筋,这极大影响模具的脱模结构设计。通过建立脱模力测量平台,采用PP材料进行实验,以研究注塑工艺参数与加强筋脱模力的关系。实验表明:不同的注塑工艺参数对加强筋脱模力影响程度不同,其中脱模温度对加强筋脱模力影响程度较大。并且根据实验结果,对脱模力理论公式进行修正。

用正交法分析注塑工艺参数对制品质量的影响

在注塑成型过程中,工艺参数是决定制品质量的重要因素。为了研究工艺参数对制品质量的影响,在注射机上根据正交实验表安排4水平的关键注塑工艺参数(熔体温度、注射压力、注射速度及模具温度)和制品质量间的试验,在此基础上根据实际需要增加了4组追加试验。根据实验结果,用极差分析技术对各因素的显著度进行排序,同时建立了工艺参数和制品质量的神经网络模型,为注塑件质量控制和工艺参数的调整提供了有益的参考。

注塑工艺参数对防眩板力学性能的影响

以防眩板为例,结合Moldflow和ANSYS软件,将Moldflow分析后的节点、单元数据,各单元的材料属性,热膨胀系数值,残余应力值及分子和纤维取向角度等导入到ANSYS进行结构分析,研究了各注塑工艺参数对防眩板成型后力学性能的影响。结果发现,保压时间、熔体温度及模具温度对防眩板力学性能的影响较大,而注射速率及保压压力的影响较小。采用较长的保压时间、较低的熔体温度和模具温度,以及稍快的注射速率可制得力学性能较好的防眩板。该研究结果对提高注塑件的结构分析精度将有极大的现实意义。

影响塑件翘曲变形的注塑工艺参数优化

首先利用一次因子法选出对塑件翘曲变形影响较大的五个因素,然后通过正交试验法分析各注塑参数对塑件翘曲变形的影响权重。根据拉丁方方法设计正交试验表,以信噪比作为选取影响因子的标准,以每组试验数据计算信噪比,对信噪比做因子反应分析,确定各个影响因素的最佳组合,最后用Moldflow软件进行模拟分析验证,模拟分析结果证明了这种方法的正确性、可行性。

基于监测技术的注塑工艺参数研究

模腔温度对塑料制品的表面质量具有很大的影响。借助奇石乐模腔温度测量传感器,直接测量注塑成型过程中,塑料模具型腔中的温度最大值,然后采用正交实验的方法,分析工艺参数对模腔温度最大值的影响次序,根据效应关系图详细分析工艺参数对模腔温度最大值的影响规律。

基于四元二次正交试验的空调框罩注塑工艺参数优化与成型模具试验研究

针对某公司空调框罩在成型工艺过程中容易出现表面质量等问题,先对成型产品进行测量,并对表面质量数据进行记录,再根据空调框罩结构特征优化模具结构设计,并对初始注塑工艺参数进行仿真分析,得到缩痕指数也相对较大,与工程实践中出现缩痕缺陷相符,于是针对空调框罩成型过程中最主要的四个参数进行正交试验,设置各工艺参数的约束条件,建立了二次多项式优化模型,并进行了显著性分析,去除互作用不显著的项,得到优化多项式的结果。最后通过注塑实验验证该工艺参数组合下空调框罩缩痕指数达到预期目标,比企业原方案中成型产品的缩痕指数同比下降61.32%,成型产品表面缩痕深度较小,达到工艺生产要求。

基于CCD和PSO的汽车制动插件注塑工艺参数优化

以某汽车制动插件为例,为提高注塑产品质量,利用Moldflow软件对产品模型进行翘曲分析。采用响应面法—中心复合试验设计(CCD)并结合注塑CAE技术,获得了初步优化后的参数:模具温度70℃、熔体温度250℃、保压压力95 MPa、保压时间10 s,该参数对应的翘曲量为1.18 mm。通过方差分析,得到4个注塑工艺参数对产品翘曲量的影响顺序,即保压压力>保压时间>熔体温度>模具温度,拟合得到响应面模型作为算法模型。在该基础上,以翘曲量最小为约束条件,采用粒子群算法(PSO)对工艺参数进行优化,得到进一步优化后的最佳工艺参数组合,即模具温度60℃、熔体温度280℃、保压压力95 MPa、保压时间8.296 s,该组参数对应的翘曲量最小值为1.057 mm,与初步优化后的参数相比,翘曲值降低了10.85%。同时,采用该参数组合进行实际注塑生产,产品质量得到有效提高。

基于正交试验的PP车门内饰板注塑工艺参数优化

采用正交试验方法,利用Moldflow分析软件对汽车车门内饰板进行注塑成型模拟,分析了熔体温度、模具温度、注射时间、保压压力和保压时间等对注塑件翘曲变形的影响,找出了可以降低车门内饰板翘曲变形量的最佳工艺参数,并通过实际生产验证了所选工艺参数的正确性。当模具温度为35℃、保压时间为18 s、保压压力为60MPa、熔体温度为220℃、注射时间为7 s时,车门内饰板的翘曲变形量最小,Moldflow软件模拟出的最小值为8.33 mm;而采用优选工艺参数进行实际注塑得到的车门内饰板翘曲变形量为8.85 mm,与模拟结果基本吻合。

空调转接头的注塑工艺参数优化

以空调转接头塑料制品为例,结合正交实验,以翘曲量为评价指标,研究模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间等注塑工艺参数对制品翘曲变形的影响,运用极差法对正交实验结果进行分析,得到各工艺参数对翘曲变形影响的主次程度,最终获得最优工艺参数组合,即模具温度60℃,熔体温度240℃,保压压力35 MPa,保压时间15 s,在此工艺组合下的翘曲量为0.092 1 mm。

基于信噪比与灰色关联分析的注塑工艺参数多目标优化

以分线器盖为研究对象,基于信噪比和灰色关联分析,提出了一种注塑工艺参数多目标优化方法。针对顶出时的体积收缩率和总翘曲变形量等质量指标要求,建立5因素4水平的正交试验,得到每组实验的质量指标数值及其对应的信噪比。对信噪比进行无量纲化处理后,计算各因素对质量指标的灰色关联系数和灰色关联度。对灰色关联度进行极差分析,得到最优工艺参数组合。结果表明:与默认推荐的工艺参数相比,采用最佳工艺参数组合后,分线器盖顶出时的体积收缩率和总翘曲变形量分别降低了22.04%,39.47%,分线器盖成型质量提高,证明了基于信噪比的正交试验和灰色关联分析法在注塑成型工艺参数优化方面的有效性。

注塑工艺参数对长玻纤增强PA66复合材料力学性能的影响

研究了注塑工艺参数对长玻纤增强PA66(LGF-PA66)复合材料力学性能和玻纤残余长度的影响。运用非连续纤维增强复合材料的拉伸强度和冲击强度模型来解释实验结果,并建立了工艺参数与LGF-PA66力学性能的关系曲线。结果表明:注塑工艺参数决定了玻纤的残余长度和取向,进而影响了LGF-PA66复合材料的力学性能。

基于响应面法和保压曲线的注塑工艺参数优化分析

以某一电工仪表外壳为研究对象,模具温度、熔体温度、充填时间和保压压力4个注塑工艺参数为优化目标,制品残余应力和体积收缩率为试验目标函数,采用响应面法(RSM)进行试验设计。所得最优工艺参数优化组合为:模具温度80℃、熔体温度285℃、充填时间1.8 s、保压压力89.18 MPa。经Moldflow模拟,得到最大残余应力与最大体积收缩率分别为54.83 MPa和3.395 4%,这表明响应面模型对工艺参数具有很好的优化效果。以此工艺参数组合为基础,进一步对保压曲线进行优化,得到了近乎最小的残余应力和体积收缩率,从而保证了产品质量,提高了生产效率。

基于Grey-Taguchi方法的汽车内置储物盒注塑工艺参数多目标优化

以某汽车内置储物盒为研究实例,运用CAE软件建立了储物盒注塑成型的数值模型。选取模具温度、熔体温度、保压时间、保压压力及注射时间5个注塑工艺参数为影响因素,以储物盒的翘曲变形量及缩痕指数为优化指标,通过L_(16)(4~5)正交试验分析,获得翘曲变形及缩痕指数最小的最优工艺参数组合及影响趋势,并结合灰色关联分析法,将多目标优化转化为单目标优化问题,获得兼顾两目标的最优工艺参数组合。仿真验证结果表明:优化后的翘曲变形量减小了9.25%,缩痕指数降低了33.42%,获得了较高品质的塑件。

面向绿色注塑加工的工艺耦合参数设计优选方法

为提高产品加工过程的绿色性能,提出一种基于耦合推广正交算法的工艺参数优选方法。利用正交实验在解决单目标优化问题中的优势,提出基于工艺参数耦合强度关系的推广正交算法,用小生境演化繁殖后代,以实现多绿色性能指标优化。将该方法运用到注塑加工工艺参数设计中,选择面向绿色性能指标的注塑加工工艺参数,确定相互间的耦合强度关系以及注塑加工过程的多项绿色性能指标,建立注塑加工绿色设计模型。以某风机盖注塑加工为例验证了所提方法的可行性。