【文章內容簡介】 信噪比分析和方差分析，得到了相關工藝參數(shù)對微孔尺寸的影響比重，提出了避免微細發(fā)泡注塑成型零件缺陷的工藝調整方案。在此基礎上，利用多元回歸分析方法，在充分考慮工藝參數(shù)之間相互作用的基礎上，建立了主要工藝參數(shù)對微孔尺寸影響的關系模型，并將其作為優(yōu)化的目標函數(shù)，采用模擬退火優(yōu)化方法，建立了數(shù)值模擬和優(yōu)化方法的動態(tài)聯(lián)系，對成型工藝參數(shù)進行優(yōu)化，并將優(yōu)化結果應用到平板模型中，得到了較理想的結果，確保了微細發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)設置的準確性和科學性。 同時本文 建立了基于數(shù)值模擬技術的工藝參數(shù)設計系統(tǒng)模型。將本文所提出的微孔成核和長大理論、數(shù)值模擬技術、田口實驗技術、多元回歸技術和優(yōu)化技術有機地融合到該設計系統(tǒng)中，并在其基礎上，利用 VB 編程，建立了一套完整的微細發(fā)泡注塑成型計算機工藝參數(shù)設計軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立使本文所提出的理論、工藝優(yōu)化設計方案等被生產實際所使用成為可能。 最后將微細發(fā)泡注塑成型工藝設計系統(tǒng)應用到復雜零件的實際生產中，利用本文研究的工藝設計方案和軟件系統(tǒng)對實際復雜零件進行工藝參數(shù)優(yōu)化設計，將所得的工藝參數(shù)應用到實際生產中，使產品的變形量從 減低到 以內，從而提高了產品的質量和滿足了產品的設計要求。這說明了本文所論述的理論及方法是正確有效的，且對實際生產具有一定的指導作用。 隨著近年來能源的緊缺，導致塑料原料價格不斷上升，如何在保證產品性能的前提下來節(jié)約塑料原料，是目前研究的一個熱點。微細發(fā)泡注塑成型就是在這個背景下所開發(fā)和研究的一項新技術，該技術通過在塑料熔體中加入超臨界的 CO2或者 N2，使得在注塑制品內部形成致密的微孔，大小為 5～ 100μm 微孔的存在能夠大大節(jié)約塑料原料，同時使得塑料制品具有較好的機械性能。目前這項技術已被廣 泛地應用于家用電器、航空航天、汽車等領域。研究表明微孔的尺寸太大，將會造成制品的質量問題，所以如何控制微孔形態(tài)以保證注塑產品的質量是該領域的研究方向之一。本文主要從成型工藝角度研究了工藝參數(shù)對微孔形態(tài)以及對最終產品質量的影響。 本文在經典成核理論的基礎上，考慮了超臨界氣體對聚合物熔體自由能的影響，建立了聚合物熔體和超臨界氣體二元體系模型，根據(jù)單位摩爾體系中質量守恒，以及熱力學化學勢的計算模型，建立了聚合物熔體的自由能改變數(shù)學模型；同樣考慮了聚合物和超臨界氣體兩相表面能與純聚合物表面能的差別，利用混合溶體 中的氣體重量分數(shù)，建立了混合物的表面能計算模型。通過這兩者對經典成核理論進行修正，提出了新的微細發(fā)泡注塑成型成核理論模型，將該模型應用于發(fā)泡體系中，得到了成核速率與飽和壓力和溶體溫度的關系，以及飽和壓力與溶體溫度對成核密度的影響。模擬結果與實驗數(shù)據(jù)的比較，證明了基于新模型預測的成核過程與 Colton 和 Kumar 的實驗結果有著較好的吻合，從理論上解決了 Colton 和 Kumar 的實驗結果與經典成核理論不符的問題，表明了新模型比經典成核理論模型更能準確地反映整個成核過程。 在總結前人利用經典微孔長大理論研究微 孔形態(tài)與實際結果差別較大的基礎上，結合數(shù)值模擬技術，將新成核模型作為長大模型的基礎，對經典微孔長大模型進行修正；同時從擴散率、熔體黏度、表面張力以及聚合物和氣體的性質等方面入手，建立了單一相溶體的物性模型，以此建立單一相溶體的物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫。基于這兩項研究，提出了新的微孔長大模型，并以平板零件為例，研究了熔體溫度、預填充量、注塑時間、冷卻時間、超臨界氣體含量等工藝參數(shù)對微孔尺寸的影響趨勢。 基于本文所提出的微孔成核和長大理論，采用數(shù)值模擬和田口實驗技術相結合的方法，通過對實驗結果進行信噪比分析和方差分析 ，得到了相關工藝參數(shù)對微孔尺寸的影響比重，提出了避免微細發(fā)泡注塑成型零件缺陷的工藝調整方案。在此基礎上，利用多元回歸分析方法，在充分考慮工藝參數(shù)之間相互作用的基礎上，建立了主要工藝參數(shù)對微孔尺寸影響的關系模型，并將其作為優(yōu)化的目標函數(shù)，采用模擬退火優(yōu)化方法，建立了數(shù)值模擬和優(yōu)化方法的動態(tài)聯(lián)系，對成型工藝參數(shù)進行優(yōu)化，并將優(yōu)化結果應用到平板模型中，得到了較理想的結果，確保了微細發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)設置的準確性和科學性。 同時本文建立了基于數(shù)值模擬技術的工藝參數(shù)設計系統(tǒng)模型。將本文所提出的微孔成核和長大理論 、數(shù)值模擬技術、田口實驗技術、多元回歸技術和優(yōu)化技術有機地融合到該設計系統(tǒng)中，并在其基礎上，利用 VB 編程，建立了一套完整的微細發(fā)泡注塑成型計算機工藝參數(shù)設計軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立使本文所提出的理論、工藝優(yōu)化設計方案等被生產實際所使用成為可能。 最后將微細發(fā)泡注塑成型工藝設計系統(tǒng)應用到復雜零件的實際生產中，利用本文研究的工藝設計方案和軟件系統(tǒng)對實際復雜零件進行工藝參數(shù)優(yōu)化設計，將所得的工藝參數(shù)應用到實際生產中，使產品的變形量從 減低到 以內，從而提高了產品的質量和滿足了產品的設計要求。這說 明了本文所論述的理論及方法是正確有效的，且對實際生產具有一定的指導作用。 隨著近年來能源的緊缺，導致塑料原料價格不斷上升，如何在保證產品性能的前提下來節(jié)約塑料原料，是目前研究的一個熱點。微細發(fā)泡注塑成型就是在這個背景下所開發(fā)和研究的一項新技術，該技術通過在塑料熔體中加入超臨界的 CO2或者 N2，使得在注塑制品內部形成致密的微孔，大小為 5～ 100μm 微孔的存在能夠大大節(jié)約塑料原料，同時使得塑料制品具有較好的機械性能。目前這項技術已被廣泛地應用于家用電器、航空航天、汽車等領域。研究表明微孔的尺寸太大，將會造成制品 的質量問題，所以如何控制微孔形態(tài)以保證注塑產品的質量是該領域的研究方向之一。本文主要從成型工藝角度研究了工藝參數(shù)對微孔形態(tài)以及對最終產品質量的影響。 本文在經典成核理論的基礎上，考慮了超臨界氣體對聚合物熔體自由能的影響，建立了聚合物熔體和超臨界氣體二元體系模型，根據(jù)單位摩爾體系中質量守恒，以及熱力學化學勢的計算模型，建立了聚合物熔體的自由能改變數(shù)學模型；同樣考慮了聚合物和超臨界氣體兩相表面能與純聚合物表面能的差別，利用混合溶體中的氣體重量分數(shù)，建立了混合物的表面能計算模型。通過這兩者對經典成核理論進行修 正，提出了新的微細發(fā)泡注塑成型成核理論模型，將該模型應用于發(fā)泡體系中，得到了成核速率與飽和壓力和溶體溫度的關系，以及飽和壓力與溶體溫度對成核密度的影響。模擬結果與實驗數(shù)據(jù)的比較，證明了基于新模型預測的成核過程與 Colton 和 Kumar 的實驗結果有著較好的吻合，從理論上解決了 Colton 和 Kumar 的實驗結果與經典成核理論不符的問題，表明了新模型比經典成核理論模型更能準確地反映整個成核過程。 在總結前人利用經典微孔長大理論研究微孔形態(tài)與實際結果差別較大的基礎上，結合數(shù)值模擬技術，將新成核模型作為長大模型的 基礎，對經典微孔長大模型進行修正；同時從擴散率、熔體黏度、表面張力以及聚合物和氣體的性質等方面入手，建立了單一相溶體的物性模型，以此建立單一相溶體的物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫?；谶@兩項研究，提出了新的微孔長大模型，并以平板零件為例，研究了熔體溫度、預填充量、注塑時間、冷卻時間、超臨界氣體含量等工藝參數(shù)對微孔尺寸的影響趨勢。 基于本文所提出的微孔成核和長大理論，采用數(shù)值模擬和田口實驗技術相結合的方法，通過對實驗結果進行信噪比分析和方差分析，得到了相關工藝參數(shù)對微孔尺寸的影響比重，提出了避免微細發(fā)泡注塑成型零件缺陷的 工藝調整方案。在此基礎上，利用多元回歸分析方法，在充分考慮工藝參數(shù)之間相互作用的基礎上，建立了主要工藝參數(shù)對微孔尺寸影響的關系模型，并將其作為優(yōu)化的目標函數(shù)，采用模擬退火優(yōu)化方法，建立了數(shù)值模擬和優(yōu)化方法的動態(tài)聯(lián)系，對成型工藝參數(shù)進行優(yōu)化，并將優(yōu)化結果應用到平板模型中，得到了較理想的結果，確保了微細發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)設置的準確性和科學性。 同時本文建立了基于數(shù)值模擬技術的工藝參數(shù)設計系統(tǒng)模型。將本文所提出的微孔成核和長大理論、數(shù)值模擬技術、田口實驗技術、多元回歸技術和優(yōu)化技術有機地融合到該設計系統(tǒng)中，并在其基礎上，利用 VB 編程，建立了一套完整的微細發(fā)泡注塑成型計算機工藝參數(shù)設計軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立使本文所提出的理論、工藝優(yōu)化設計方案等被生產實際所使用成為可能。 最后將微細發(fā)泡注塑成型工藝設計系統(tǒng)應用到復雜零件的實際生產中，利用本文研究的工藝設計方案和軟件系統(tǒng)對實際復雜零件進行工藝參數(shù)優(yōu)化設計，將所得的工藝參數(shù)應用到實際生產中，使產品的變形量從 減低到 以內，從而提高了產品的質量和滿足了產品的設計要求。這說明了本文所論述的