微泡注射成型后充填過程數(shù)值模擬.pdf

1、微孔塑料是指泡孔直徑介于10~100微米之間的新型泡沫塑料,它具有質(zhì)輕、省料、隔熱、絕緣和力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn),在包裝、建筑、交通、航空航天以及生物工程等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,已引起許多國(guó)家的重視,發(fā)展相當(dāng)迅速。微孔塑料注射成型作為生產(chǎn)微孔塑料制品的一種新工藝,無(wú)需在后充填階段補(bǔ)料,塑料熔體體積收縮由氣泡長(zhǎng)大來彌補(bǔ),型腔內(nèi)的壓力很低,可大大降低合模力,并可消除制件中的殘余應(yīng)力,最終消除表面凹陷。此工藝有著傳統(tǒng)注塑工藝不具備的優(yōu)點(diǎn),為優(yōu)化成型工

2、藝和降低生產(chǎn)成本開拓了廣闊的空間。微孔塑料注射工藝非常復(fù)雜,微泡的生長(zhǎng)和熔體流動(dòng)、固化收縮過程相互影響。設(shè)計(jì)人員很難僅憑經(jīng)驗(yàn)對(duì)各種因素進(jìn)行綜合分析,而給出一個(gè)滿意的模具及工藝設(shè)計(jì)方案。
　　本研究通過建立微孔塑料注射成型后充填過程的數(shù)學(xué)模型,并構(gòu)造有效的算法對(duì)模型進(jìn)行求解,對(duì)微泡生長(zhǎng)和熔體固化收縮過程進(jìn)行模擬,預(yù)測(cè)型腔內(nèi)微泡的生長(zhǎng)情況和壓力場(chǎng)分布。這可使成型工藝確定建立在科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本,具有重要意義

3、。具體工作如下:1、探討了微泡注射成型技術(shù)的工藝過程和特點(diǎn),分析了成型過程中聚合物-氣體單相溶液的形成、氣泡的成核、長(zhǎng)大以及定型過程機(jī)理。2、選用泡孔單元模型(細(xì)胞模型)為表征氣泡長(zhǎng)大的物理模型,利用流體動(dòng)力學(xué)理論、Fick擴(kuò)散定律、Henry定律和理想氣體狀態(tài)方程,從流體動(dòng)力學(xué)和擴(kuò)散兩個(gè)方面耦合建立了微泡生長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。3、建立了熔體固化收縮過程的數(shù)學(xué)模型,并將其與微泡的生長(zhǎng)模型通過泡孔單元周圍的流體壓力耦合,完成了對(duì)后充填過程的數(shù)學(xué)