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(shù)難以適應(yīng)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(yīng)用于包裝、電子、汽車和醫(yī)療等領(lǐng)域。本文借助商品化數(shù)值模擬軟件Moldflow,采用Taguchi DOE技術(shù),對重疊注射成型手機側(cè)鍵出現(xiàn)的欠充填、翹曲進行工藝參數(shù)優(yōu)化,并提出新的技術(shù)優(yōu)化方案。采用實驗與數(shù)值模擬相結(jié)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(shù)據(jù)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(jù),為優(yōu)化注射成型工藝參數(shù)、調(diào)控夾芯注射成型制品的結(jié)晶形態(tài)和性能提供理論支持。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)借助數(shù)值模擬技術(shù),研究了重疊注射成型手機側(cè)鍵成型過程中工藝參數(shù)對欠注/欠充填及翹曲的影響,根據(jù)工藝參數(shù)變量對制品質(zhì)量指標的影響度,優(yōu)化成型工藝參數(shù),解決手機側(cè)鍵在成型加工過程中出現(xiàn)欠充填及翹曲問題。(2)針對重疊注射成型手機側(cè)鍵的冷料較多且流程較長的問題,提出新的技術(shù)優(yōu)化方案,采用熱流道系統(tǒng)進行優(yōu)化,并借助數(shù)值模擬技術(shù)分析其優(yōu)化后所帶來的降低產(chǎn)品應(yīng)力、減少產(chǎn)品變形及經(jīng)濟方面的優(yōu)勢。(3)結(jié)合數(shù)值模擬和偏光實驗,研究了不同工藝參數(shù)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(xiàn)差異化的原因。此外,將剪切力做功與溫度場內(nèi)能變化的比值作為柱晶生成判據(jù),判據(jù)建立考慮了剪切應(yīng)力、速度、溫度、時間的影響,將柱晶判據(jù)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(jù),根據(jù)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(jù)Jcr數(shù)值區(qū)間為[2.08,18.46]。(4)借助數(shù)值模擬技術(shù),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(xiàn)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(jié)構(gòu),結(jié)合3D金屬打印技術(shù),冷卻管路的設(shè)計可以更科學(xué)。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ320.662
【部分圖文】：

內(nèi)組裝”或“模內(nèi)焊裝”成型工藝。逡逑市場上實現(xiàn)重疊注射成型主要有兩種方式，采用旋轉(zhuǎn)模具或非旋轉(zhuǎn)模具。本逡逑文采用的是旋轉(zhuǎn)模具，圖１．２為帶有旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jīng)冷卻固化后，塑件不被取出，逡逑之后動模固定板旋轉(zhuǎn)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(fù)合成型；逡逑２、提高產(chǎn)品的外觀設(shè)計與手感，集多功能于一體；３、縮短產(chǎn)品的成型周期；４、逡逑減少了產(chǎn)品的二次裝配流程，有效降低生產(chǎn)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(yīng)用越來越多，尤其在電子、汽車、包裝、化工逡逑及醫(yī)藥等領(lǐng)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(shè)計與制造相對復(fù)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(zhì)地不同的塑料制品ｎＮＩ４１，又稱“模逡逑內(nèi)組裝”或“模內(nèi)焊裝”成型工藝。逡逑市場上實現(xiàn)重疊注射成型主要有兩種方式，采用旋轉(zhuǎn)模具或非旋轉(zhuǎn)模具。本逡逑文采用的是旋轉(zhuǎn)模具，圖１．２為帶有旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jīng)冷卻固化后，塑件不被取出，逡逑之后動模固定板旋轉(zhuǎn)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(shù)優(yōu)化及如何提高產(chǎn)品性能一直是人們關(guān)注的問題。長期逡逑以來，工藝參數(shù)的設(shè)置都是憑借以往經(jīng)驗或通過反復(fù)試模獲得。數(shù)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(yīng)用非常局限，很難直接給逡逑出一個最優(yōu)成型工藝參數(shù)。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(zhì)量具有重要意義。本文主要研究內(nèi)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(shù)，研究工逡逑藝參數(shù)對重疊注射成型手機側(cè)鍵欠充填的影響因素，根據(jù)成型加工過程中工藝逡逑參數(shù)變量對手機側(cè)鍵欠充填質(zhì)量指標的影響度，對其手機側(cè)鍵成型工藝參數(shù)進逡逑行優(yōu)化，解決手機側(cè)鍵在成型加工過程中出現(xiàn)欠充填的問題。逡逑２、基于手機側(cè)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(shù)對手機側(cè)鍵翹曲變形的影響因素進行分析，并對手機側(cè)鍵的翹曲變形逡逑量進行優(yōu)化。將其與實際生產(chǎn)的手機側(cè)鍵翹曲變形量進行比較，預(yù)測手機側(cè)鍵制逡逑品數(shù)值模擬的成型尺寸（翹曲變形）的準確性。逡逑３、基于手機側(cè)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(shù)優(yōu)化方案，借助熱流道系統(tǒng)對二次成型手機側(cè)鍵加工進行，并借助Ｍｏｌｄｆｌｏｗ逡逑

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