【正文】 態(tài)聯(lián)系，對(duì)成型工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并將優(yōu)化結(jié)果應(yīng)用到平板模型中，得到了較理想的結(jié)果，確保了微細(xì)發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性和科學(xué)性?；谶@兩項(xiàng)研究，提出了新的微孔長(zhǎng)大模型，并以平板零件為例，研究了熔體溫度、預(yù)填充量、注塑時(shí)間、冷卻時(shí)間、超臨界氣體含量等工藝參數(shù)對(duì)微孔尺寸的影響趨勢(shì)。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，證明了基于新模型預(yù)測(cè)的成核過(guò)程與 Colton 和 Kumar 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著較好的吻合，從理論上解決了 Colton 和 Kumar 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)典成核理論不符的問(wèn)題，表明了新模型比經(jīng)典成核理論模型更能準(zhǔn)確地反映整個(gè)成核過(guò)程。 本文在經(jīng)典成核理論的基礎(chǔ)上，考慮了超臨界氣體對(duì)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(zhì)量守恒，以及熱力學(xué)化學(xué)勢(shì)的計(jì)算模型，建立了聚合物熔體的自由能改變數(shù)學(xué)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?jǐn)?shù)，建立了混合物的表面能計(jì)算模型。研究表明微孔的尺寸太大，將會(huì)造成制品的質(zhì)量問(wèn)題，所以如何控制微孔形態(tài)以保證注塑產(chǎn)品的質(zhì)量是該領(lǐng)域的研究方向之一。微細(xì)發(fā)泡注塑成型就是在這個(gè)背景下所開(kāi)發(fā)和研究的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)在塑料熔體中加入超臨界的CO2 或者 N2，使得在注塑制品內(nèi)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(shí)使得塑料制品具有較好的機(jī)械性能。這說(shuō)明了本文所論述的理論及方法是正確有效的，且對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用。該系統(tǒng)的建立使本文所提出的理論、工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方案等被生產(chǎn)實(shí)際所使用成為可能。 同時(shí)本文建立了基于數(shù)值模擬技術(shù)的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型。 基于本文所提出的微孔成核和長(zhǎng)大理論，采用數(shù)值模擬和田口實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合的方法，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行信噪比分析和方差分析，得到了相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)微孔尺寸的影響比重，提出了避免微細(xì)發(fā)泡注塑成型零件缺陷的工藝調(diào)整方案。 在總結(jié)前人利用經(jīng)典微孔長(zhǎng)大理論研究微孔形態(tài)與實(shí)際結(jié)果差別較大的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)，將新成核模型作為長(zhǎng)大模型的基礎(chǔ)，對(duì)經(jīng)典微孔長(zhǎng)大模型進(jìn)行修正；同時(shí)從擴(kuò)散率、熔體黏度、表面張力以 及聚合物和氣體的性質(zhì)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(kù)。通過(guò)這兩者對(duì)經(jīng)典成核理論進(jìn)行修正，提出了新的微細(xì)發(fā)泡注塑成型成核理論模型，將該模型應(yīng)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(guān)系，以及飽和壓力與溶體溫度對(duì)成核密度的影響。本文主要從成型工藝角度研究了工藝參數(shù)對(duì)微孔形態(tài)以及對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響。目前這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于家用電器、航空航天、汽車等領(lǐng)域。材料加工工程專業(yè)畢業(yè)論文 [精品論文 ] 微細(xì)發(fā)泡注塑成型工藝的關(guān)鍵技術(shù)研究 關(guān)鍵詞：微細(xì)發(fā)泡注塑 微孔 成型工藝 微孔成核 工藝參數(shù) 摘要：隨著近年來(lái)能源的緊缺，導(dǎo)致塑料原料價(jià)格不斷上升，如何在保證產(chǎn)品性能的前提下來(lái)節(jié)約塑料原料，是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。微細(xì)發(fā)泡注塑成型就是在這個(gè)背景下所開(kāi)發(fā)和研究的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)在塑料熔體中加入超臨界的CO2 或者 N2，使得在注塑制品內(nèi)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(shí)使得塑料制品具有較好的機(jī)械性能。研究表明微孔的尺寸太大，將會(huì)造成制品的質(zhì)量問(wèn)題，所以如何控制微孔形態(tài)以保證注塑產(chǎn)品的質(zhì)量是該領(lǐng)域的研究方 向之一。 本文在經(jīng)典成核理論的基礎(chǔ)上，考慮了超臨界氣體對(duì)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(zhì)量守恒，以及熱力學(xué)化學(xué)勢(shì)的計(jì)算模型，建立了聚合物熔體的自由能改變數(shù)學(xué)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?jǐn)?shù)，建立了混合物的表面能計(jì)算模型。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，證明了基于新模型預(yù)測(cè)的成核過(guò)程與 Colton 和 Kumar 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著較好的吻合，從理論上解決了 Colton 和 Kumar 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)典成核理論不符的問(wèn)題，表明了新模型比經(jīng)典成核理論模型更能準(zhǔn)確地反映整個(gè)成核過(guò)程?；谶@兩項(xiàng)研究，提出了新的微孔長(zhǎng)大模型，并以平板零件為例，研究了熔體溫度、預(yù)填充量、注塑時(shí)間、冷卻時(shí)間、超臨界氣體含量等工藝參數(shù)對(duì)微孔尺寸的影響趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)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(chǔ)上，建立了主要工藝參數(shù)對(duì)微孔尺寸影響的關(guān)系模型，并將其作為優(yōu)化的目標(biāo)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(dòng)態(tài)聯(lián)系，對(duì)成型工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并將優(yōu)化結(jié)果應(yīng)用到平板模型中，得到了較理想的結(jié)果，確保了微細(xì)發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。將本文所提出的微孔成核和長(zhǎng)大理論、數(shù)值模擬技術(shù)、田口實(shí)驗(yàn)技術(shù)、多元回歸技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)有機(jī)地融合到該設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，并在其基礎(chǔ)上，利用 VB 編程，建立了一套完整的微細(xì)發(fā)泡注塑成型計(jì)算機(jī)工 藝參數(shù)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。 最后將微細(xì)發(fā)泡注塑成型工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用到復(fù)雜零件的實(shí)際生產(chǎn)中，利用本文研究的工藝設(shè)計(jì)方案和軟件系統(tǒng)對(duì)實(shí)際復(fù)雜零件進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，將所得的工藝參數(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，使產(chǎn)品的變形量從 減低到 以內(nèi)，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和滿足了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。 正文內(nèi)容 隨著近年來(lái)能源的緊缺，導(dǎo)致塑料原料價(jià)格不斷上升， 如何在保證產(chǎn)品性能的前提下來(lái)節(jié)約塑料原料，是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。目前這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于家用電器、航空航天、汽車等領(lǐng)域。本文主要從成型工藝角度研究了工藝參數(shù)對(duì)微孔形態(tài) 以及對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響。通過(guò)這兩者對(duì)經(jīng)典成核理論進(jìn)行修正，提出了新的微細(xì)發(fā)泡注塑成型成核理論模型，將該模型應(yīng)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(guān)系，以及飽和壓 力與溶體溫度對(duì)成核密度的影響。 在總結(jié)前人利用經(jīng)典微孔長(zhǎng)大理論研究微孔形態(tài)與實(shí)際結(jié)果差別較大的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)，將新成核模型作為長(zhǎng)大模型的基礎(chǔ)，對(duì)經(jīng)典微孔長(zhǎng)大模型進(jìn)行修正；同時(shí)從擴(kuò)散率、熔體黏度、表面張力以及聚合物和氣體的性質(zhì)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(kù)。 基于本文所提出的微孔成核和長(zhǎng)大理論，采用數(shù)值模擬和田口實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合的方法，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行信噪比分析和方差分析，得到了相關(guān)工藝參數(shù)對(duì)微孔尺寸的影響比重，提出了避免微細(xì)發(fā)泡注塑成型零件缺陷的工藝調(diào)整方案。 同時(shí)本文建立了基于數(shù)值模擬技術(shù)的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型。該系統(tǒng)的建立使本文所提出的理論、工 藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方案等被生產(chǎn)實(shí)際所使用成為可能。這說(shuō)明了本文所論述的理論及方法是正確有效的，且對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用。微細(xì)發(fā)泡注塑成 型就是在這個(gè)背景下所開(kāi)發(fā)和研究的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)在塑料熔體中加入超臨界的 CO2或者 N2，使得在注塑制品內(nèi)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(shí)使得塑料制品具有較好的機(jī)械性能。研究表明微孔的尺寸太大，將會(huì)造成制品的質(zhì)量問(wèn)題，所以如何控制微孔形態(tài)以保證注塑產(chǎn)品的質(zhì)量是該領(lǐng)域的研究方向之一。 本文在經(jīng)典成核理論的基礎(chǔ)上，考慮了超臨界氣體對(duì)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(zhì)量守恒，以及熱力學(xué)化學(xué)勢(shì)的計(jì)算模型，建立了聚合物熔體的自由能改變數(shù)學(xué)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?jǐn)?shù)，建立了混合物的表面能計(jì)算模型。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，證明了基于新模型預(yù)測(cè)的 成核過(guò)程與 Colton 和 Kumar 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著較好的吻合，從理論上解決了 Colton 和 Kumar 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)典成核理論不符的問(wèn)題，表明了新模型比經(jīng)典成核理論模型更能準(zhǔn)確地反映整個(gè)成核過(guò)程?；谶@兩項(xiàng)研究，提出了新的微孔長(zhǎng)大模 型，并以平板零件為例，研究了熔體溫度、預(yù)填充量、注塑時(shí)間、冷卻時(shí)間、超臨界氣體含量等工藝參數(shù)對(duì)微孔尺寸的影響趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)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(chǔ)上，建立了主要工藝參數(shù)對(duì)微孔尺寸影響的關(guān)系模型，并將其作為優(yōu)化的目標(biāo)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(dòng)態(tài)聯(lián)系，對(duì)成型工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并將優(yōu)化結(jié)果應(yīng)用到平板模型中，得到了較理想的結(jié)果，確保了微細(xì)發(fā)泡注塑成型工藝參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。將本文所提出的微孔成核和長(zhǎng)大理論、數(shù)值模擬技術(shù)、田口實(shí)驗(yàn)技術(shù)、多元回歸技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)有機(jī)