顺序共注成型芯层熔体前沿突破的数值模拟研究

基于Hele Shaw流动模型 ,运用CAE技术 ,模拟了聚合物流变性能及重要工艺参数对顺序共注成型芯层熔体前沿突破过程的影响 ,并用流变学理论揭示其影响机理。

进料方向对共注塑中芯层熔体前沿冲破的影响

通过对矩形板试样顺序共注射成型过程的数值模拟分析,揭示了进料方向对芯层熔体前沿冲破趋势的影响;建立了预测前沿冲破趋势的数学公式,并探讨产生前沿冲破的原因。结果表明,当长宽比较大时,沿长度方向进料可显著且稳定地防止芯层熔体冲破;当长宽比较小时,沿宽度方向进料可显著地防止芯层熔体冲破;冲破界面速度、方向及其单位截面积中熔体流动速率的改变是沿不同方向进料时有不同冲破趋势的主要原因。

Level Set追踪等温非牛顿熔体前沿界面

应用Level Set方法追踪薄壁型腔内Hele-Shaw熔体流动前沿界面,采用5阶加权本质无振荡格式耦合中心差分格式实现了充填阶段的动态模拟．准确追踪到了不同时刻熔体前沿界面,并得到了对应的压力等值线分布,数值结果表明Level Set方法是准确追踪注塑成型熔体前沿界面的一种行之有效的方法．

顺序共注中矩形板长宽尺寸比对芯层熔体前沿冲破的影响

通过对矩形板试样顺序共注射成型过程的数值模拟分析,揭示了矩形板长宽尺寸比对芯层熔体前沿冲破的影响规律,建立了反映该影响规律的数学公式,并讨论了产生前沿冲破的原因。实验表明,顺序共注射中,矩形板长宽尺寸比对芯层熔体前沿冲破的影响是通过改变垂直熔体流动方向的制件截面积和芯层熔体的平均流速来实现的。

振动场作用下聚合物熔体在异型材挤出口模内的前沿推进跟踪

利用ANSYS软件对受口模入口处周期性振动的压力驱动的非牛顿幂律聚合物熔体在“L”形异型材挤出口模内的前沿推进过程进行了三维等温数值模拟。求得不同时刻熔体前沿位置 ,从而得到熔体前沿推进过程。通过改变振动参数而重复计算 ,总结出振动参数对前沿推进的影响规律。结果表明 :在入口压力的振幅恒定时 ,其振频越高 ,则熔体前沿移动越快 ;在振频恒定时 ,随着振幅的提高 ,熔体前沿的推进则先变慢后变快。

夹芯注壳层熔体最小预注量的计算与验证

在夹芯注射成型中为了更多地填充价格较低的芯层材料,需在不发生芯层熔体前沿冲破的前提下,找到壳层熔体最小预注量。从运动学角度探讨芯层熔体前沿冲破过程,建立了快速计算壳层熔体最小预注量的数学方程;利用Co-Injection模块,针对具体塑料件进行试验验证,并利用二次迭代法可大幅减少计算值与实际值的偏差。

注塑模腔塑料熔体流场流动路径分析

提出一种新的确定注塑成型充模阶段塑料熔体前沿位置的当量距离法 ;并按照流动路径与熔体前沿尽可能正交的原则将模具型腔划分为由浇口起始的若干条流动路径 ,将各条流动路径与不同时刻熔体前沿交织而成的网格用于注塑成型过程的数值模拟计算 。

顺序共注成型的实验研究

研究了顺序共注成型中几个主要工艺参数———流变性能、壳层预填充量、延迟时间对成型的影响 ,分析造成熔体前沿突破的原因 。

夹芯注最小壳层预填充量的预测及其误差分析

顺序共注射模塑中的芯层熔体前沿冲破是造成共注制品报废的重要原因之一,合理控制壳层预填充量可预防此现象发生。从运动学角度探讨芯层熔体冲破的影响因素,建立预测最小壳层预填充量的方程,并在Moldflow平台上进行验证。发现芯壳层熔体黏度比R较小时,该方程的预测值相对数值模拟结果偏大;反之亦然。

浇口位置对夹芯注塑芯层填充及分布的影响

以聚丙烯(PP)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)为夹芯注射成型芯/壳层物料,研究了不同浇口位置时的差异化多层复合填充过程和芯层物料分布情况。研究结果表明,当壳层物料的浇注温度为240℃、壳层物料的浇注速率为200cm^3/s,芯层物料的浇注温度为200℃、芯层物料的浇注速率为240cm^3/S时,芯层熔体穿透壳层的熔体能力最弱,并可获得最大芯层物料的填充量。此工艺条件下,采用侧面、中心浇口的芯层物料的最大填充量分别为46.5%、41.5%。采用侧面浇口能获得更多芯层物料的填充量,但芯层物料堆积于塑件一侧;采用中心浇口时,芯层物料的填充量较小,但芯层物料的分布更合理。

实体上的流动分析(英文)

传统的应用"中面模型"技术的2 5维方法在预测薄壁制件成型过程中的流动行为是非常成功的,但"中面模型"在应用过程中是非常不方便的.通过使用实体表面作为流动平面,在厚度方向上添加虚拟热流道来保持熔体在实体表面一致地向前充填,并比较了模拟结果与Han的实验结果及摩托车后视镜的缺料注射结果.算例分析表明,这种方法对实体充填模拟是有效的.

共注塑中最小壳层预填充量预测方程的建立

顺序共注射模塑中的芯层熔体前沿冲破是造成共注制品报废的重要原因之一,合理控制壳层预填充量可预防此现象发生。从运动学角度探讨芯层熔体冲破的影响因素,建立预测最小壳层预填充量的方程,并在Moldflow平台上进行验证。

工艺参数对注塑件成型质量的影响分析

在充填过程中,由于熔体前沿速度的不一致将导致制品产生不均匀收缩、非一致取向和翘曲变形,从而影响注塑模具成型质量。从控制注塑机螺杆速度的角度出发,通过恰当地选取控制时间点,同时改变相应时刻的注射流率,从而使熔体前沿面的推进速度得到改善,进而实现了熔体前沿速度在充填过程中的均一化。构造出了符合实际问题的数学模型,为提高注塑模具成型质量提供了方法。

玻纤增强聚丙烯热板焊接性能研究

热板焊接是目前塑料焊接中最普遍且经济的一种焊接手段,而玻纤复合材料在热板焊接过程中存在焊接强度差,焊接面溢料等一系列问题。通过分析焊接性能不同的两种样品,发现:熔体流动前沿玻纤与树脂的分离程度是影响玻纤增强聚丙烯材料焊接性能的关键因素。研究了相容剂对热板焊接性能的影响,并提出相容剂含量调控熔体流动前沿玻纤与树脂的分离程度的思路,实现了保持材料机械性能无显著衰减的同时大幅度提升材料的热板焊接性能。

专利名称：注塑模具、注塑方法和无熔接模塑产品

本发明提供注塑模具，其具有将熔融材料注射到模腔的浇口。在该模具中，熔融材料在每个浇口的注射时间可以设定，在连接相邻浇铸孔口的部分，在目标注塑产品表面突出的一侧，形成额外的空间作为延伸的沟槽部分。熔融材料在每个浇口的注射时间设定如下，当从相邻浇口之一模压，并沿着沟槽部分行进的熔融材料的熔体前沿经过另一个浇口位置时，

基于可逆热致变色的动态体吸收太阳能光热存储相变材料

相变材料(phase change material,PCM)有望解决热能储存和热管理等方面的问题.然而,随着瞬态熔体前沿远离热源,其能量密度和功率密度逐渐降低.在太阳能直接热利用过程中,传统充热的完成完全依赖于PCM本身的热扩散过程,低热导限制了PCM的充热速率.本文提出了基于可逆热致变色特性的动态相变材料(dynamic phase change material,Dyn PCM),可以自动控制光热界面位移紧跟熔体前沿,使相变材料在光热转换中的充热速率不受材料自身热导率限制.Dyn PCM由热致变色剂和主体PCM两部分组成,热致变色剂以2-苯氨基-3-甲基6-二丁氨基荧烷作为供电子体,2,2-双(4-羟苯基)丙烷作为受电子体及4-苄氧基苯基乙基葵酸酯作为溶剂成功实现无色-黑色的变换.主体PCM以石蜡为例,其中含83.3 wt.%石蜡含量的Dyn PCM_(5)潜热为154.38 kJ/kg,仅比石蜡降低6.6%,其透明态表现出与石蜡接近的透射率为91.2%.对比表明,Dyn PCM_(5)的充热速率比石蜡提升了260%.经80次循环后,Dyn PCM的基团未发生改变,充放热性能及透射率稳定性优异,仍具有良好的可逆的变色及充热能力.因此,本研究提出的热致变色复合Dyn PCM_(5)是一种有前景的太阳能储热材料,可进一步运用在太阳能直接吸热过程中.