塑料翹曲變形分析及解決方案-資料下載頁(yè)
2024-10-25 16:40本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】四大類(lèi)，包括塑料材料、制品形狀、模具結(jié)構(gòu)和成型工藝條件。取向材料更容易翹曲，結(jié)晶型聚合物翹曲變形傾向比無(wú)定型聚合物的要大，如果聚合物中有添加劑(如色料)，則會(huì)加大注塑制品翹曲變形程度。產(chǎn)品形狀、壁厚、加強(qiáng)筋、表面裝飾。布不均勻，翹曲變形也就無(wú)法避免。品取向與收縮，從而顯著影響制品出模后的翹曲變形。注塑熔體塑化質(zhì)量、熔體溫度、注塑壓力、保壓壓。擬，預(yù)測(cè)制件變形大小，以指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程。術(shù)的突飛猛進(jìn)為塑料模CAE技術(shù)發(fā)展創(chuàng)造了有力條件。軟件，而纖維定向至今仍然集中于理論研究殘余應(yīng)力研究從七十年代開(kāi)始，冷卻等階段的研究發(fā)展?fàn)顩r有關(guān)。進(jìn)一步的深入研究。翹曲變形數(shù)值模擬必須與精確的試驗(yàn)測(cè)試手段相結(jié)。合，在這方面存在著較大的難度。料、注塑成型工藝條件與翹曲變形之間的關(guān)系。翹曲結(jié)果依賴于分子和纖維取向、壓力和溫度分布、殘余應(yīng)力等的正確預(yù)測(cè)。同時(shí)，還提出了材料力學(xué)參數(shù)與各向異性之間的線性關(guān)系經(jīng)驗(yàn)公式。
【正文】 此 來(lái) 尋 找 解 決 的 途 徑 。 2.《注射工藝參數(shù)對(duì) PC/ABS材料制品收縮與翹曲的影響》 摘要 :將計(jì)算 機(jī) 模 擬 注 射 成 型 過(guò) 程 和 實(shí)驗(yàn) 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 相 結(jié) 合 ， 提供了一套經(jīng)濟(jì)有效便捷的方法對(duì)各工藝參數(shù)進(jìn)行定量的統(tǒng)計(jì)分析 。 選用 L27(313) 正交表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ， 通 過(guò) 研 究 注 射 速率 來(lái) 判 斷 流 動(dòng) 引 起 的 收 縮 ； 計(jì) 算 模 具 溫 度 、熔體溫度、 保壓壓力與保壓時(shí)間來(lái)確定熱誘導(dǎo)的收縮 ； 研究澆口尺寸來(lái)判斷剪切熱對(duì) PC/ABS塑 料制 品 收 縮 的 影 響 程 度 。以 洗 衣 機(jī) 上 蓋為 例 ,以 Taguchi實(shí)驗(yàn)方法為設(shè)計(jì) 準(zhǔn) 則 安排 CAE分析 ,在制品關(guān)鍵部位采集收縮翹曲量 ,通過(guò)對(duì)因素與水平進(jìn)行 的 方 差分 析 和 直 觀 分 析 ,最后 得 出 熔 體 溫 度 和 保 壓 壓 力 對(duì) PC/ABS塑料制件的 收 縮 翹曲 影 響 最 大 。 1 注射件的成型過(guò)程與殘余應(yīng)力的模擬研究 在充模階段 ， 高 聚物 熔 體 通 過(guò) 注 射 機(jī) 噴 嘴 ， 流 道 和 澆 口 注入 模 具 型 腔 ， 熔體壓力在入口處高 ， 在充填末端低 ； 熔體溫度在靠近模具壁處低 ， 中心部分高 。 由 于 溫 度 、壓 力 的 不 一 致 , 熔體在不同的流動(dòng)層 (即厚度方向 )的流動(dòng)速率不同而產(chǎn)生剪切速率 ， 加上高聚物分子鏈在流動(dòng)方向上和垂直于流動(dòng)方向上的取向效應(yīng)最終引起塑料制件的體收縮 。 對(duì) 于 充 填過(guò) 程 的 數(shù) 值 模 擬 國(guó) 內(nèi)外進(jìn)行了大 量 的 研究 。 在保壓階段 ， 由于冷卻效應(yīng) ， 型 腔 內(nèi)物 料 收 縮 ， 如果補(bǔ)料不充分 ， 制品未得到充分壓實(shí) ， 脫模后引起制品尺寸和形狀的變化進(jìn)而產(chǎn)生翹曲。在冷卻過(guò)程中 , 由于冷卻管 道 分 布 不 合 理 ,制品未得到均勻冷卻而產(chǎn)生局部熱斑或厚度方向上的非均勻冷卻 ， 產(chǎn)生殘余熱應(yīng)力 ， 致使制品收縮不均勻進(jìn)而產(chǎn)生翹曲。 Jacques等分析了非均勻冷卻的平板的熱殘應(yīng)力 引起的翹曲。通 常 ，收縮翹曲的問(wèn)題最終歸結(jié)于殘余應(yīng)力的研究。注射成型過(guò)程中主要有流動(dòng)殘余應(yīng)力和殘余熱應(yīng)力。流動(dòng)殘余應(yīng)力主要發(fā)生在充填過(guò)程 ， 而殘余熱應(yīng)力發(fā)生在溫度和壓力變化較大的保壓和冷卻階段 。 大量實(shí)驗(yàn)研究表明 ， 熱殘余應(yīng)力對(duì)注射成型制品的收縮翹曲影響遠(yuǎn)大于流動(dòng)殘余應(yīng)力。故本文所用到的殘余應(yīng)力是指熱殘余應(yīng)力。國(guó)內(nèi)外 ， 對(duì)注射成型過(guò)程的熱殘應(yīng)力的研究較多。江濤等根據(jù)樣本的熱力學(xué)分析 ， 給出溫度邊界條件并建立非等溫粘彈本構(gòu)方程 。李 海 梅 等 應(yīng) 用 有 限 元 方 法 研 究 了溫 度 場(chǎng) 、壓 力 對(duì) 注 射 件 殘 余 應(yīng) 力 及 翹 曲變形的影響 。 張 榮語(yǔ) 等 開(kāi) 發(fā) 了 結(jié) 晶 高 聚物的收縮翹曲分析程序。 A Kay和 O Zend研 究 了 溫 度 對(duì)注 射 成 型 制 件 變 形 的 影 響 并 對(duì) 殘 余 熱 應(yīng)力 進(jìn) 行 了 測(cè) 量 。 C. /有 限差 分 法 求 解 了 注 射 成 型 過(guò) 程 的 殘 余 應(yīng)力并開(kāi)發(fā)了注射成型的收縮翹曲軟件。 Mat suoka 統(tǒng) 研 究 了 成 型 工 藝條件 , 如 保 壓 壓 力 、注 射 速 度、模 具 和 熔 體 溫 度 對(duì) 收 縮 的 影 響。上 述 研 究 表 明 ,在科學(xué)的 數(shù) 學(xué) 模 型 下 ,針對(duì)注射薄壁成型過(guò)程的特點(diǎn) ,對(duì)物理模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化 ,利用 有 限 元 和 有 限 差 分 的 數(shù) 值分 析 法 ,可 求 解 出 較為 準(zhǔn) 確 的 結(jié) 果 ,為指導(dǎo)實(shí)際應(yīng) 用 提 供科 學(xué) 準(zhǔn) 確 的 依 據(jù) 。 結(jié)論 在所有的有 關(guān) 翹 曲與 收 縮 的 因 素 中 , 保壓壓力與熔 體 溫 度 是 主 要 影 響因 素 。影 響 最 小 的 是 澆 口 尺 寸 。其 中 模 具 溫 度 與 熔 體 溫度 的 交 叉 因 素 也 不 能忽略。 (1) 當(dāng)熔體凝固 時(shí) ,熔體的收縮受到模具的制約即在制品內(nèi)產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng) 力 。內(nèi) 應(yīng) 力 的 大 小 與 冷 卻 時(shí) 該 處 的壓 力 大 小 成 反 比 。當(dāng) 制 件 脫 模 后 內(nèi) 應(yīng) 力將變成使制 件 發(fā) 生形 變 的 內(nèi) 驅(qū) 力 。 一 旦 內(nèi) 應(yīng) 力 大 于 制 件 的剛 度 ,制件就會(huì)發(fā)生翹曲變形 。 (2) 保壓壓力對(duì)體收縮率有很大的影響。如果保壓壓力過(guò)低將會(huì)產(chǎn)生氣穴和凹陷 ,澆口附近與最后充填區(qū)域的收縮也會(huì)受到很大的影 響。 保壓時(shí)間與保壓壓力 的 效 果一 樣 ,而 且 澆 口 凝 固時(shí) 間 決 定 了 保 壓 時(shí) 間 的 長(zhǎng) 短 。 (3) 溫度對(duì)收縮有重要的作用 ， 如果增加模具溫度和熔體溫度則需要更多的時(shí)間來(lái) 冷 卻 制件 ,同時(shí) ,會(huì)導(dǎo)致半結(jié)晶高聚物生成更多的結(jié)晶 ,而這些都會(huì)引起更大 的 收 縮。 但是對(duì)玻纖增強(qiáng)的高聚物材料而言 ,提高模具溫度和熔體溫度有利 于 高 聚物 分 子 鏈 的 取 向 松 弛 ,從而降低充填階段和保壓階段的取向效應(yīng)。 (4) 模具設(shè)計(jì)對(duì) 收 縮 與 翹 曲 也 有 影 響 ,由于 澆 口 附 近 區(qū) 域受 到 較 大 的 保壓壓力作用 且 得 到充 分 的 補(bǔ) 料 ,而 最 后充 填 區(qū) 域 受 到 的 保 壓 壓 力 少 而 使 最 后充填區(qū)域的收縮大于澆口附近區(qū)域的收縮。這種非均勻收縮也會(huì)造成制件 的翹 曲 變 形 。澆 口 截 面 積 越 小 ,剪切作用也越大 ,取向效應(yīng)就越明顯。故澆口尺寸及位置的 設(shè) 計(jì) 也值 得 注 意 。 (5) 使用 Taguchi正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能有效地減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)。用直觀分析和方差分析可 以 快 速有 效 地 得 到 一 套 減 少 洗 衣 機(jī) 上 殼 翹 曲 和收 縮 的 最 優(yōu) 工 藝參數(shù) ,且計(jì)算 結(jié) 果 能 很 好 地 指 導(dǎo) 實(shí) 際 生產(chǎn) 。 3.《 CAE技術(shù)在薄殼注塑件翹曲變形分析中的應(yīng)用 》 摘要 用 有 限 元 方法 研 究 了 溫 度 場(chǎng) 、壓 力 場(chǎng) 對(duì) 注 塑 件 殘余 應(yīng) 力 及 翹 曲 變 形的影響。以 空 調(diào) 器風(fēng) 門(mén) 葉 片 為 例 ,給 出翹 曲 變 形 的 CAE分 析步 驟 ,提出收縮不均、冷卻不 均 及 分子 取 向 不 一 致 是 翹 曲 變 形 產(chǎn) 生 的 原 因 ,并給出相應(yīng)的改進(jìn)措施 ,改進(jìn)措 施 應(yīng) 用 于 工 廠 后 取 得 較 好的 效 果 。 4.《 CAE技術(shù)在塑件澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用 》 摘 要 ：利 用 計(jì) 算機(jī) 輔 助 工 程 技 術(shù) 對(duì) 汽 車(chē) 空 調(diào) 上 殼 模 具 設(shè)計(jì) 方 案 進(jìn) 行 了 模 擬 計(jì)算 ,并對(duì)結(jié)果 進(jìn) 行 了 分 析 比 較 ,得出了采用 2個(gè)澆口的熱流道較為合理的模具設(shè)計(jì)方案 ； 采用 CAE 技術(shù)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)選定的模具設(shè)計(jì)方案以收縮翹曲量最小 為 優(yōu) 化目 標(biāo) 進(jìn) 行 了 工 藝 參 數(shù) 優(yōu) 化 ,從可成型范圍內(nèi)找出了最佳生產(chǎn)工藝參數(shù) ,即充填時(shí)間 s、模具溫度 50℃、熔體溫度 205℃、保壓時(shí)間12s、保壓壓 力 120MPa、冷卻時(shí)間 40s。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明 ,CAE 分析與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合 是 一 種經(jīng) 濟(jì) 、 快 捷 的 注 射 成 型 模 具 設(shè) 計(jì) 方 法 。
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