隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,塑料制品向多功能、高性能和環(huán)境友好方向發(fā)展,而傳統(tǒng)的塑料加工技術難以適應這種新趨勢。因此,二次注射成型作為一種改進的注塑加工方法,符合這種趨勢,目前廣泛應用于包裝、電子、汽車和醫(yī)療等領域。本文借助商品化數值模擬軟件Moldflow,采用Taguchi DOE技術,對重疊注射成型手機側鍵出現的欠充填、翹曲進行工藝參數優(yōu)化,并提出新的技術優(yōu)化方案。采用實驗與數值模擬相結合的方法,分析了夾芯注射成型過程中剪切力場和溫度場等數據的變化規(guī)律,并基于能量場建立了夾芯注射成型過程中聚丙烯柱晶生成條件判據,為優(yōu)化注射成型工藝參數、調控夾芯注射成型制品的結晶形態(tài)和性能提供理論支持。本文的主要研究內容及結論如下:(1)借助數值模擬技術,研究了重疊注射成型手機側鍵成型過程中工藝參數對欠注/欠充填及翹曲的影響,根據工藝參數變量對制品質量指標的影響度,優(yōu)化成型工藝參數,解決手機側鍵在成型加工過程中出現欠充填及翹曲問題。(2)針對重疊注射成型手機側鍵的冷料較多且流程較長的問題,提出新的技術優(yōu)化方案,采用熱流道系統(tǒng)進行優(yōu)化,并借助數值模擬技術分析其優(yōu)化后所帶來的降低產品應力、減少產品變形及經濟方面的優(yōu)勢。(3)結合數值模擬和偏光實驗,研究了不同工藝參數下成型過程中剪切力場、速度場、和溫度場沿厚度方向的變化,并分析了它們在厚度方向上呈現差異化的原因。此外,將剪切力做功與溫度場內能變化的比值作為柱晶生成判據,判據建立考慮了剪切應力、速度、溫度、時間的影響,將柱晶判據Jcr單位進行了歸一化處理,初步從能量角度建立了柱晶生成條件的判據,根據其區(qū)間范圍,初步建立一個柱晶生成的普適條件,即柱晶判據Jcr數值區(qū)間為[2.08,18.46]。(4)借助數值模擬技術,對比分析了電子煙油杯傳統(tǒng)水路與3D金屬打印隨形水路對制品表面溫度、成型周期、翹曲變形量的影響,發(fā)現3D金屬隨形水路相較傳統(tǒng)水路制品溫度分布更均勻,成型周期縮短46.23%,翹曲變形量減小29.98%,對于制件含有較大的深腔結構,結合3D金屬打印技術,冷卻管路的設計可以更科學。
【學位單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ320.662
【部分圖文】：

內組裝”或“模內焊裝”成型工藝。逡逑市場上實現重疊注射成型主要有兩種方式，采用旋轉模具或非旋轉模具。本逡逑文采用的是旋轉模具，圖１．２為帶有旋轉模具的重疊注塑成型，定模板安裝在注逡逑塑機的定模固定板而旋轉模具的動模固定板安裝在注塑機的動模板上，兩個型逡逑腔按照１８０°水平或豎直排列。先注入型腔的熔體經冷卻固化后，塑件不被取出，逡逑之后動模固定板旋轉１８０°后再進行第二組份的注射ｌ｜５Ｌ逡逑重疊注射成型具有很多優(yōu)點［１６，１７１：邋１、可以將特性不同的塑料原料復合成型；逡逑２、提高產品的外觀設計與手感，集多功能于一體；３、縮短產品的成型周期；４、逡逑減少了產品的二次裝配流程，有效降低生產成本。因此，隨著企業(yè)的發(fā)展及消費逡逑者需求的增加，重疊注射成型的應用越來越多，尤其在電子、汽車、包裝、化工逡逑及醫(yī)藥等領域＾２Ｇ１，如手機按鍵，杯子，汽車車燈，醫(yī)療器械等。但是，由于重逡逑疊注射成型模具設計與制造相對復雜

＾＊｜｜逡逑１逡逑圖１．１夾芯注射成型過程：（ａ）殼層熔體注射過程；（ｂ）殼／芯層熔體同時注射過程；逡逑（ｃ）芯層熔體注射過程逡逑１．１．２重疊注射成型逡逑重疊注射成型，是將兩種不同的塑料在兩個注塑機料筒中分別進行塑化，從逡逑而依次注射到模具型腔，先注射部分被稱為基體材料，后注射部分通常半包覆或逡逑包覆在基體材料上，從而成型出顏色不同或質地不同的塑料制品ｎＮＩ４１，又稱“模逡逑內組裝”或“模內焊裝”成型工藝。逡逑市場上實現重疊注射成型主要有兩種方式，采用旋轉模具或非旋轉模具。本逡逑文采用的是旋轉模具，圖１．２為帶有旋轉模具的重疊注塑成型，定模板安裝在注逡逑塑機的定模固定板而旋轉模具的動模固定板安裝在注塑機的動模板上，兩個型逡逑腔按照１８０°水平或豎直排列。先注入型腔的熔體經冷卻固化后，塑件不被取出，逡逑之后動模固定板旋轉１８０°后再進行第二組份的注射ｌ｜５Ｌ逡逑重疊注射成型具有很多優(yōu)點［１６

注射成型工藝參數優(yōu)化及如何提高產品性能一直是人們關注的問題。長期逡逑以來，工藝參數的設置都是憑借以往經驗或通過反復試模獲得。數值模擬分析雖逡逑然可以一定程度上對注射成型過程進行模擬，但目前應用非常局限，很難直接給逡逑出一個最優(yōu)成型工藝參數。因此，建立合適的工藝模型，優(yōu)化注射成型過程對制逡逑品質量具有重要意義。本文主要研究內容如下：逡逑１、以一工程實例，手機按鍵為研究對象。借助Ｔａｇｕｃｈｉ邋ＤＯＥ技術，研究工逡逑藝參數對重疊注射成型手機側鍵欠充填的影響因素，根據成型加工過程中工藝逡逑參數變量對手機側鍵欠充填質量指標的影響度，對其手機側鍵成型工藝參數進逡逑行優(yōu)化，解決手機側鍵在成型加工過程中出現欠充填的問題。逡逑２、基于手機側鍵欠注／欠充填的問題得以優(yōu)化的情況下，進一步借助Ｔａｇｕｃｈｉ逡逑ＤＯＥ技術對手機側鍵翹曲變形的影響因素進行分析，并對手機側鍵的翹曲變形逡逑量進行優(yōu)化。將其與實際生產的手機側鍵翹曲變形量進行比較，預測手機側鍵制逡逑品數值模擬的成型尺寸（翹曲變形）的準確性。逡逑３、基于手機側鍵制品欠充填及翹曲變形量均得到優(yōu)化的情況下，提出新的逡逑技術優(yōu)化方案，借助熱流道系統(tǒng)對二次成型手機側鍵加工進行，并借助Ｍｏｌｄｆｌｏｗ逡逑

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本文編號：2817949