电热式变模温注塑模具热响应辅助分析程序开发

针对快速变模温注塑成型模具热响应分析复杂问题,对电热式变模温注塑模具热响应作了研究,采用随形加热系统设计方法,将复杂的电热式变模温注塑模具简化为单个加热细胞单元,以电热元件的规格和布局为设计变量,以加热时间和型腔表面温差为热响应指标,结合Matlab图形界面开发模块和ANSYS有限元分析软件,开发了基于加热细胞单元的电热式变模温注塑模具热响应辅助分析程序,并对其准确性做了验证分析。研究结果表明,该辅助分析程序可以较好地预测模具的加热效率和型腔表面温度均匀性,可为电热式变模温注塑模具的设计、分析一体化提供一条快捷和高效的途径。

电热式变模温注塑模具热响应评估实验研究

以电热式变模温注塑模具为例,利用构建的温度数据采集系统对模具型腔表面的热响应规律进行了系统的实验研究。结果表明,加热阶段模腔表面温度随加热时间线性提高,冷却阶段模腔表面的初始冷却速率较快,随后逐渐趋缓;模腔表面在反复循环加热和冷却过程中,其温度首先呈周期性波动上升,随后逐渐达到稳态。建立了稳态时模腔表面波峰温度T max和波谷温度T min与模具加热时间t h和模具冷却时间t c之间的定量关系模型,以对模腔表面温度进行预测,验证试验结果表明模型具有很高的预测精度。最后,以20%玻璃纤维增强聚碳酸酯作为原料,进行了变模温注塑实验,获得了具有镜面高光的面板塑件产品,证实了变模温注塑工艺能显著提高纤维增强塑件表观质量的有效性。

电热式变模温注塑改善微结构复制度方法

为解决在注塑成型过程中微结构特征难以精确复制的问题,搭建了一套电热式变模温注塑成型系统.该系统采用高功率密度电热棒加热,低温水冷却,并利用压缩空气吹气排水以提高加热效率.该系统各部分动作由外设可编程控制器PLC控制,并与注射机内部控制器的信号互锁.以典型微结构塑件——微流控芯片为例,研究了变模温注塑成型对微结构复制度的影响.结果表明,与传统油加热模具相比,该系统在优化成型工艺参数条件下,可以明显改善芯片微结构复制度,复制度接近100%,并呈现出很好的宏观表面质量.

电热变模温注塑模具加热系统优化研究

在电热快速变模温注塑成型中,加热系统的优劣直接影响产品质量。而加热后模具温度的均匀性是衡量加热系统的主要指标之一,它主要与模具结构、加热棒的热流密度有关。在不改变模具结构情况下,仅通过改变各加热棒的热流密度值来提高加热后模具温度的均匀性进而达到优化加热系统的效果。首先建立了电热快速变模温注塑加热阶段的分析模型,对比了相同工艺条件下的实验结果,验证了模拟的正确性。当初始加热棒热流密度相同时,通过提高边缘加热棒的热流密度,改善了模具温度的均匀性。最后假设加热棒热流密度分别呈一次和二次函数分布,模拟分析得到当各加热棒热流密度不均匀时,为保证加热后模具温度均匀的各加热棒热流密度的取值准则。

变模温注塑热响应模拟与模具结构优化

变模温注塑可根据不同工艺阶段的特点和要求,随时调整模具温度。在塑料熔体充模过程中,如果模具表面温度保持在塑料玻璃化转变温度以上,可以彻底解决常规注塑工艺存在的熔接痕、喷射痕、流动痕、翘曲和浮纤等缺陷。同时在冷却阶段,通过快速冷却已赋形的塑料熔体,以减小注塑成型周期。从而在不影响注塑生产效率的基础上,提升注塑件的品质。基于这种思想,在深入研究变模温注塑工艺原理的基础上,提出一套新的利用蒸汽辅助加热的模具温度控制方法,制定其工艺流程,并构建相应的动态模温控制装置和系统。通过研究蒸汽辅助加热变模温注塑模具的结构特点,提出了4种不同的模具设计方案,利用有限元软件ANSYS构建了变模温注塑模具传热分析模型,分别对变模温注塑工艺的加热、冷却过程进行温度响应模拟。以减小成型周期和提高温度均匀性为目标,对模具设计方案进行优化分析。将模拟分析获得的结果应用于平板电视机面板的注塑生产,验证分析结果的有效性。

微细胞皿注塑模具变温系统设计

采用微细电火花技术铣削加工了细胞皿模具型腔,以聚丙烯(PP)为例进行了成形工艺数值模拟分析,结果表明,注射速率、模具温度、熔体温度对充模过程影响较大,模具温度需要达到120℃型腔才能充满。提出了油水电相结合的变模温技术,变模温实验结果表明,型腔温度从80℃变化到120℃大约需要6min。填充实验表明,油水电相结合的变模温技术对实现微注塑模具成形过程的变模温是可行的。

基于Kriging代理模型及改进PSO的变模温注塑成型翘曲变形优化

为提升变模温注塑成型的产品质量,提高优化效率,将翘曲变形作为优化目标,模具温度、保压压力、熔体温度、保压时间、冷却时间等工艺参数作为变量因素,采用Moldflow模拟变量因素对优化目标的影响,通过最优拉丁超立方试验设计选出试验样本,建立Kriging代理模型,并且,检测代理模型拟合精度。采用改进PSO算法,得到最优翘曲模型预测值及最佳工艺参数组合。对比改进后的PSO与标准PSO,平均迭代次数、迭代时间约降低了45%,最优适应度、平均适应度、最差适应度、局部最优解及未实现收敛等参数均得到提升。通过实验验证可知,与优化前翘曲值(1.293 mm)相比,优化后翘曲值(0.7512 mm)降低了41.9%,误差为4.84%。结果表明,基于Kriging代理模型及改进PSO能有效地优化变模温成型工艺,降低了翘曲变形量,对于生产应用有指导意义。

变模温注塑技术的研究与应用分析

变模温注塑是一种基于动态模温控制策略的注射成型技术,可根据不同工艺阶段的特点,随时调整模具温度,可在不降低生产效率的同时有效提升塑件的品质。在深入回顾变模温注塑技术研究发展的基础上,分析比较各种技术的优缺点和应用范围。构建了蒸汽辅助加热变模温注塑系统,实现了平板电视机面板的高光无熔痕注塑生产。

汽车中央空调塑料饰件模具注塑流变分析CAE

针对注塑模具加工由反复试模、修模来确定最佳成型方案所带来的生产周期长、制造成本高的问题,利用计算机辅助工程CAE技术,运用Moldflow软件,对汽车中央空调塑料饰件模具的两种设计方案进行流变分析和模拟来代替实际试模.通过比较分析结果,选择出填充效果均匀、熔接痕位不明显、气穴位置集中的较好成型方案.

变模温与型腔气体反压辅助微孔发泡注塑技术及其产品内外泡孔结构演变

建立了一种变模温和型腔气体反压协同控制的微孔发泡注塑技术,研制了相应的变模温控制系统与型腔气体反压控制系统,构建了变模温与型腔气体反压辅助微孔发泡注塑试验线,并对变模温与型腔气体反压作用下的产品内外泡孔结构演变进行了研究。结果表明,变模温与型腔气体反压辅助工艺单独施加于微孔发泡注塑技术时,对其产品内外泡孔结构均具有双重影响:变模温可以改善产品大部分的表面形貌,但其对填充过程中的熔体发泡影响不大;型腔气体反压可以基本抑制填充过程中的熔体发泡,但却对产品内部泡孔密度有比较明显的降低影响。通过变模温与型腔气体反压的协同控制,可以实现微孔发泡注塑产品表面气泡形貌和内部泡孔结构的良好调控。

基于CAE的大型LCD注塑面板变模温设计与分析

研究了一种利用蒸汽加热和冷却水冷却的变模温注塑工艺,制定了其工艺流程。以LCD面板为例,通过构建变模温注塑工艺分析模型,利用ANSYS对其加热、冷却过程进行了数值模拟,研究了加热、冷却过程中型腔表面和聚合物熔体的热响应规律,为优化变模温注塑工艺参数提供理论依据。最后,通过构建LCD面板变模温注塑实验生产线,并将分析结果应用于实验生产,验证了模拟分析的有效性和准确性。结果表明,利用本工作提出的变模温注塑工艺,可在不降低生产效率的同时,彻底消除塑件表面熔接痕和提高塑件表面光泽度。

基于响应面设计及改进NSGA-Ⅱ的变模温注塑成型工艺多目标优化

针对智能优化算法改进变模温注塑成型技术质量问题,选择模具温度、注射速度、熔体温度、保压压力和保压时间作为多目标优化变量,选择顶出时的体积收缩率和翘曲值作为多目标优化目标,使用Moldflow模拟获得优化目标数值,使用响应面试验设计获得响应面数学模型,并分析模型的显著性和拟合精度。使用改进NSGA-Ⅱ多目标算法,采用自适应策略进行多目标优化,获得Pareto最优解及最佳工艺参数组合。通过模拟分析和实验验证,改进后的算法寻优能力要优于原始算法,体积收缩率和翘曲值同时降低明显,误差值也较低。结果表明,响应面设计和改进NSGA-Ⅱ多目标算法的运用,可以有效提高变模温技术的体积收缩率和翘曲值多目标优化,对于相关工程应用也具有指导意义。

变模温注塑冷热交替循环流体系统设计

通过对冷热交替循环系统冷热介质的流动过程及传热过程的分析,构建冷热介质流动与传热数学模型,提出冷热交替循环系统设计的方法,同时提出通过水流速度变化来控制注塑温度的方法,为高精度、高品质塑料件的生产提供依据。

薄壁注塑成型中的变模温控制技术

介绍了薄壁注塑成型中存在的主要问题,阐述了变模温控制技术在薄壁注塑成型中的重要性,综述了当前各种变模温控制技术的原理及其在薄壁注塑成型中的研究与应用进展,并展望了未来薄壁注塑成型中变模温控制技术的发展趋势。

变模温模具温度场数值分析与加热参数选取

以缩短加热阶段时间、提高生产效率及产品质量为目的,以流体动力学为基础,应用数值计算与分析技术,分析了变模温注塑模具的温度场,比较了模具加热介质的流速,加热介质入口温度及加热时间。得到了合理的快速加热模具的参数,并获得了均匀的模具温度场,为提供良好的注塑成型条件打下基础。

液晶显示器前壳变模温注塑数值模拟与结果分析

介绍了变模温注塑的成型原理,分析了变模温注塑的成型特点,对液晶显示器前壳注塑模具进行计算机辅助工程建模,并分别针对常规注塑和变模温注塑过程进行了填充模拟和冷却翘曲模拟。结果表明,与常规注塑相比变模温注塑能降低模内应力、减小翘曲量、减少甚至消除制品表面熔接痕、提高熔接强度等,明显提高了制品的质量。

变模温注塑模瞬态温度场数值模拟与工艺优化

应用Autodesk三维有限元瞬态传热分析方法对变模温模具传热过程和模具与熔体之间的耦合传热进行了瞬态求解和数值模拟,获得了模具温度场的变化过程及分布规律。应用三维瞬态注塑模拟,结合正交试验设计,对变模温成型工艺参数进行了优化。数值模拟后获得的最优结果:热水温度150℃,熔体温度250℃,冷却时间4s,注射时间0.3s,保压时间2s,保压压力为注射压力的110%。最后对最佳工艺参数进行了数值模拟验证,获得的结果是最大翘曲变形量为0.180 mm。

快速变模温注塑成型制品的熔接痕显微分析

熔接痕是注塑制品常见缺陷之一,快速变模温技术(RHCM)可改善甚至消除熔接痕。制备不同模具加热温度条件下快速变模温注塑成型制品,采用激光显微镜进行注塑制品熔接痕区域的三维立体观察,并测量熔接痕的宽度和深度尺寸,同时用扫描电子显微镜观察熔接痕所在区域的微观形态,研究模具加热温度对制品熔接痕的影响。结果表明:激光显微镜测量熔接痕尺寸是定量研究熔接痕的有效手段之一,快速变模温技术可显著改善熔接痕质量。

快速加热条件下注塑模具温度场分布研究

基于传热数值传热学,采用Fluent在快速加热条件下研究了电加热棒功率、组间距离以及纵向距离等因素对型腔表面温度响应速率及表面温度均匀性的影响规律。结果表明,型腔表面温度响应速率随加热功率显著提高,但表面温度均匀度会变差;型腔表面温度响应速率随加热棒的组间距缩短,而略有提升但型腔表面温度均匀度会发生明显恶化;模具型腔表面温度响应速率随加热棒与型腔表面的距离减小显著提高,且对表面温度均匀度影响较小。

线圈内置式变模温成型模具感应加热系统优化

提出了一种线圈内置式的变模温模具原位感应加热新方法。首先,基于广义的模具“元胞”模型,建立了模拟模具感应加热过程的电磁-热多物理场耦合的有限元模型以评估方案的可行性;随后,为实现模腔表面快速且均匀加热的目标,提出了集试验设计、响应曲面建模和粒子群优化算法于一体的模具感应加热系统多目标优化策略。结果表明,采用该策略可快速获得模具感应加热系统的优化设计参数,优化后模腔表面的加热效率和温度分布均匀性分别提高了38.3%和67.7%。最后,以工业外壳塑件为例阐述了优化设计参数在实际变模温模具感应加热系统设计中的应用,并提出了基于优化参数沿模腔表面布局随形感应线圈的设计方法,结果证实了该方法的有效性和优化参数的普适性。