微热压成形石墨件的快速碳化工艺

针对石墨件在碳化过程中易开裂的问题,基于多材料组装技术原理,提出在石墨粉末微热压成形过程中构造烧蚀性二维有机物网络以形成排气通道、避免开裂的方法。研究了碳化速率、石墨件径向尺寸及网络结构、分布方式对石墨件成形质量和力学性能的影响。结果表明:较快的碳化速率会加剧有机物热解,开裂的现象越明显,较大径向尺寸的石墨件气体逸出阻力越大;提高有机物网络密集度有助于改善排气效果,但对石墨件力学性能产生不利影响;在有机物网络沿成形高度方向的布置中,当间距为10 mm时,石墨件不出现裂纹。采用优化的工艺制备的石墨件结构完整,经过浸渍增强后其抗压强度达到15.8 MPa,Z轴导热系数仅为1.894 W/(m·K),综合性能与水玻璃型砂相当,在铸造行业有广泛应用前景。

门套用复杂截面表面结皮UPVC微发泡挤出模具研制

以门套为例,在65锥形双螺杆UPVC微发泡配方体系条件下,通过仿真设计和生产线调试验证,研制了复杂截面表面结皮微发泡挤出模具。其中,间隙式外放发泡的水冷口模结构,通过调整水冷口模板间隙的大小和流道的长短来控制物料的流动速度,进而调节结皮厚度和制品密度;干湿定型结合的定型模中,干式定型采用反向弧度补偿发泡材料的不均匀收缩,在湿式定型段,采用浸浴式真空涡流水箱对发泡制品进行充分冷却和定型。

基于MEMS技术的微型模具制作工艺研究

针对微型模具的结构和精度要求,在研究硅模具和背板生长两种工艺路线的基础上,提出了无背板生长工艺路线,并介绍了工艺路线中所涉及的三种MEMS加工方法,即UV-LIGA技术中的光刻、微电铸以及硅MEMS加工技术中的湿法刻蚀.实验结果表明,硅模具和背板生长模具呈54.74°的斜面,且硅模具容易损坏,背板生长模具受应力影响易产生变形;而无背板生长工艺能够获得侧壁垂直、表面细致、使用寿命长的模具,满足结构和精度要求。

纵向超声波辅助微注塑方法

微注塑过程中,聚合物熔体在微小腔体中流动时充模阻力比常规注塑大,这影响了熔体填充效果,同时热量损失的不均衡性和不确定性容易导致注塑精度不高.提出了纵向超声波辅助微注塑方法,并对超声波振动对聚合物熔体的作用机理进行了探讨,分析了超声换能器结构对应力、振幅和响应频率的影响.基于对微注塑过程的模拟结果,开发了纵向超声波辅助微注塑装置.通过在微注塑过程中纵向超声波对熔体的能量作用降低熔体黏度,改善了熔体流动和充填性能.为了验证超声波辅助微注塑的效果,进行了菲涅尔透镜实际注塑实验.实验结果表明,相同的注塑工艺条件下,超声辅助微注塑过程中聚合物熔体的充填性能提高了6.91%.

注射成型的微型化——微注射成型技术

详细介绍了微注射成型技术的设备、工艺过程及特点 ,微注射成型所用原料及影响微注射成型的因素 ;对微注射成型技术的应用作了简要介绍 。

小口径玻璃透镜热压成形模具的超精密微细磨削加工

对小口径玻璃透镜热压成形模具的超精密平行磨削进行了试验研究,并对加工过程中的形状误差补偿技术进行了探讨。结合超精密平行磨削技术和形状误差补偿技术,选用经精密整形和修锐的微小砂轮,对直径和曲率半径均为10mm的小口径透镜模具样品进行了加工试验。试验获得的加工表面的表面粗糙度Ra=5.98nm、Rz=34.95nm,形状精度峰谷值为113nm、均方根值为23nm,其形状精度峰谷值及均方根值均较误差补偿之前有明显减小,加工过程中的残余形状误差得到了有效的修正和补偿,加工精度得到提高。

低应力Ni–W/Ni叠层微模具的制备与特性

采用UV-LIGA技术和Ni–W/Ni叠层电镀方法,在微喷嘴模具上制备出低应力Ni–W沉积层。研究了热处理条件对低应力Ni–W电沉积层硬度的影响。考察了沉积态及热处理态的Ni–W层、Ni层的耐磨性。结果发现,热处理后Ni–W/Ni叠层微模具界面结合良好,在干摩擦条件下,经过热处理的Ni–W层的耐磨性是Ni层的6倍;在550°C、2h真空热处理条件下,Ni–W电沉积层应力最低,为230MPa,硬度大于950HV。

聚合物微成型模具设计与制造技术

介绍了近年来大连理工大学模塑制品教育部工程研究中心在聚合物微成型模具设计与制造技术方面的研究工作,重点探讨了微注射、微热压和微挤出3种成型方法中微成型模具的设计与制造技术。在此基础上,论述了微细胞皿和微流控芯片注射模、仿生鲨鱼皮微结构滚压模具以及五腔微管挤出模的设计方法和制造技术。

复杂曲面微模具的加工仿真及实验研究

采用逆向工程方法获取微模具的点云数据,利用逆向工程软件对点云数据进行处理、曲面重构和误差分析,获得了具有较高曲面造型精度的模具模型。利用UG加工模块,对微模具的数控微细铣削加工过程进行仿真,确定合理的切削参数和数控程序。以微小型三轴数控铣床为加工平台,利用微径球头铣刀对微模具进行加工实验。最终,实现了特征尺寸在微米级、具有复杂曲面结构微模具的高质量加工。

玻璃纤维增强微孔发泡聚丙烯

采用经表面改性的玻璃纤维（GF）增强微孔发泡聚丙烯材料。结果表明：GF与微孔结构间存在明显的协同增强效应，GF质量含量在17％以上时，微孔发泡PP的拉伸强度和弯曲强度获得显著提高，而冲击强度降低。长径比为13：3的GF相对于长径比10：3的GF对微孔发泡聚丙烯弯曲强度的增强效果要好。微观SEM观察可知，GF的加入不会导致材料内部泡孔变形，泡孔尺寸在30～40um。

微脉冲MIG焊技术在修复工模具中的应用

微脉冲MIG焊技术采用断续的微脉冲电弧的能量,将可熔性电极材料熔融,连续不断地堆焊到工件表面,形成堆焊修补层。这种技术适用于修补成型模具、热锻压模具及各种塑料模具的铸造缺陷、磨损、小面积局部剥落、损伤、划沟等。

微结构注塑件充填不平衡实验

针对微尺度充填不平衡现象,采用微细电火花铣削技术设计制造了一模八腔的带有微圆柱孔的注塑模具。以聚丙烯为原料进行单因素充模流动工艺实验,研究了模具温度和注射速率对直径为200μm微圆柱孔充填高度的影响规律。结果表明,当模具温度为30℃和注射速率为60%(注塑机最大注射速率的百分数)时,对称分布的两个型腔中同一位置微圆柱孔充填高度差别较大,最大差值达到了101μm,充填不平衡现象明显。随着模具温度和注射速率的升高,当模具温度为50℃和注射速率为90%时,对称分布的两个型腔中同一位置微圆柱孔充填高度差别变小,最小差值达到了1μm,充填不平衡现象在减弱。

基于ANSYS Workbench及Moldflow的精密注射模镶块变形分析

通过Moldflow模拟注射成型过程,并将分析结果导入有限元分析软件中,定量分析微流控芯片注射模镶块变形量,并结合注射成型试验进行验证。结果表明,芯片厚度不一致是由镶块微变形造成的,在微流控芯片注射成型过程中,模具镶块产生的微变形与最终制品厚度差均在30μm左右,两者变化趋势基本一致。

微注射成型研究进展

微注射成型是一种低成本大规模复制聚合物微制件的有效方法。文中从微结构特征复制性能、工艺参数的分析和优化、模具表面光洁度对聚合物流动行为的影响、过程建模与仿真、微注射成型的熔接痕缺陷以及微塑件的组织形态与力学性能等方面阐述微注射成型的最新研究进展。最后指出开发特殊微注射成型技术、新型微模具加工技术,以及将微注射成型与其他微纳加工技术集成,制作多种材料复杂功能微系统将成为今后的研究方向和发展趋势。

玻纤增强聚丙烯多腔微注塑中纤维取向与流动偏移

采用3D模拟技术和各项异性旋转扩散-诱导应变闭合(ARD-RSC)等模型以及集成式热电偶传感器温度测量系统和可视化全息示踪技术,对多型腔微注塑成型过程中玻纤增强聚丙烯(GFRPP)熔体在流道中的纤维取向、温度和流动速度偏移现象进行模拟和分析。结果表明,低速注射时,GFRPP熔体中纤维取向明显,流道表层区域的纤维取向程度大于芯层区域的纤维取向,存在着明显的、不对称的表层-芯层-表层结构,纤维取向加剧了塑料熔体前沿温度与流动速度的向下偏移。高速注射时,纤维取向仍然存在不对称的表层-芯层-表层结构,但比低速注射时不明显得多,纤维取向对熔体前沿高温区和流动速度向下侧偏移幅度的影响也较低速注射时更大。即GFRPP熔体在不同注射速度下熔体的流动速度、流动状态、温度变化相互作用与影响,使得熔体的纤维取向,流动速度、温度分布产生偏移,导致流道系统和型腔充型不均衡。

AZ91D镁合金恒定小电流密度微弧氧化工艺

研究硅酸盐体系中AZ91D镁合金恒定小电流密度微弧氧化工艺。采用在相同工作电压下增大处理面积的原理来提高生产效率和提高微弧氧化膜层的性能。利用TT230数字式涂层测厚仪、JSM?6700F扫描电子显微镜、2206型表面粗糙度测量仪(E34?001)和W?92涂层附着力划痕实验机等研究其微观结构和CHI660C电化学工作站和UMT?2MT型球-块往复式摩擦实验机进行耐蚀性和耐磨性的评定。结果表明,此工艺稳定,可达到提高工作效率的目的,其微观结构有利于大幅度提高膜层的耐蚀性和耐磨性。

微小塑料铰链模内装配注射模设计

分析了采用模内装配技术注射成型微小塑料铰链的工艺特点及其所面临的难题,通过优化微小塑料铰链的结构,合理安排塑件的成型顺序以及塑件的浇口位置和分型面,提出了一种能够有效避免模具微细型芯在聚合物熔体高压作用下发生弯曲变形的成型方案。依据这一成型方案和实验室的设备条件,设计了一副能够在单料筒微注塑机上使用的模内装配技术注射成型微小塑料铰链的模具,不仅解决了微小塑料铰链的塑件之间难以产生运动间隙的问题,而且降低了对成型设备的要求。

微注射成形实验与数值模拟

为研究注射料的流动性和模腔形状的复制能力,加工了含有微流道的模具,在微注射系统上进行了微注射实验.应用基于矢量化显式算法的程序,在不同壁面边界条件下,对微注射实验进行了模拟.结果表明:在注射料温度220℃、模具温度40℃、注射流量为20 mm3/s、注射时间1 s、保压时间10 s的注射工艺条件下,聚丙烯能较好的复制长5 mm,宽1.5 mm和厚0.8 mm的微流道形状.采用滑移边界条件的微注射模拟结果与实验结果一致,说明微注射中存在边界滑移速度.

超高分子量聚乙烯注塑制品的力学性能及微观形态

通过共混改性制备了注塑级复合材料,研究了超高分子量聚乙烯(ultra high molecular weight polyethylene,UHMWPE)基料份数、交联剂添加量、低分子量聚烯烃分子量分布对注塑级复合材料加工性能以及力学性能的影响。利用低分子量聚烯烃改性UHMWPE树脂,制备了注塑级复合材料,实现了UHMWPE的注塑成型。结果表明:流动改性剂的添加量应大于30%,交联剂的质量分数应小于2.5%,UHMWPE树脂基料的质量分数应小于65%。此外,还通过偏光显微镜照片研究了注塑制品的微观形态,发现注塑成型的制品微观形态与传统挤出成型不同,其微观相界面依然存在,且由于交联反应,注塑制品熔融结晶后无法生成较大晶粒。

微区脉冲点焊技术用于模具修复

介绍了GM-3450系列工模具修补机的原理及采用合金粉末或焊丝对模具的棱边磨损、内腔划沟等典型损伤进行微区脉冲焊补修复的技术特性。分析了焊补层与基体间的结合特点、扩散情况及热影响区,证明微区脉冲点焊是一种操作简便、性能可靠的模具修补新技术。