塑料制品注塑成型的流变学分析

论文摘要

注塑成型是塑料制品重要的成型方法,可生产形状复杂、精度要求高的制品。注塑成型是一个相当复杂的物理过程,在注塑成型过程中,聚合物熔体经历了复杂的变形和温度变化,这些与产品的最终性能直接相关。模流分析是塑料制品注塑成型的一种重要技术手段,它对于优化设计、缩短成型周期、提高产品质量有着重要的意义。本论文以塑料名片格为研究对象,结合实际生产需求,选择PS351为材料,利用Moldflow软件,对一模两腔塑料名片格进行了分析,并对几种流变学粘度模型进行了计算、比较,取得的主要成果如下：（1）首先通过设计计算得出了塑料名片格各个主要部分的参数,然后在UG/MoldWizard中建立了塑料名片格注塑模具的三维模型。设计了一套完整的模具结构,其中包括型芯、型腔、模架、镶件、滑块、浇注系统和冷却系统等结构的设计。（2）利用Moldflow/MPI模流分析软件对塑料名片格注塑模具进行了网格划分,设置了分析类型和顺序,选择聚苯乙烯（PS）作为本次分析的材料,并确定了最佳浇口位置,完成分析前处理后对填充过程进行了模拟,对分析结果中的填充时间、压力、流动前沿温度、注塑口压力曲线等做出了分析。（3）根据不同粘度模型在不同温度下的材料参数得出了Power Law模型、Ellis模型和CIMP模型三种粘度模型剪切粘度-剪切速率曲线,分析得出CIMP粘度模型与Moldflow仿真分析中得到的粘度曲线最为接近,并对剪切粘度的影响因素进行了深入了讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 注塑成型简介
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 注塑成型研究的发展历史、现状和发展趋势
• 1.2.2 注塑模CAE技术的国内外研究现状
• 1.2.3 存在的主要问题
• 1.3 研究背景和意义
• 1.3.1 研究背景
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 研究内容
• 第2章 塑料名片格注塑模具的设计
• 2.1 前言
• 2.1.1 注塑模具简介
• 2.1.2 传统设计方法与CAD设计方法的比较
• 2.1.3 设计内容与构思
• 2.2 注塑模具的计算
• 2.2.1 产品介绍
• 2.2.2 注塑模具的整体设计
• 2.2.3 浇注系统设计
• 2.2.4 成形零件设计
• 2.2.5 导向与定位机构设计
• 2.2.6 脱模机构设计
• 2.2.7 镶嵌式成型零件冷却系统的设计
• 2.2.8 注塑机的选择
• 2.3 塑料名片格的三维设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 塑料名片格的MOLDFLOW分析
• 3.1 Moldflow软件及其功能
• 3.2 MoldFlow常用分析模块介绍
• 3.2.1 MF/Flow流动分析
• 3.2.2 MF/Cool冷却分析
• 3.2.3 MF/Warp翘曲分析
• 3.3 塑料名片格Moldflow分析前处理
• 3.3.1 项目创建及模型导入
• 3.3.2 模型的网格划分与修改
• 3.3.3 分析类型及顺序的设置
• 3.3.4 产品注塑材料的选择
• 3.3.5 最佳浇口位置分析
• 3.4 Moldflow分析计算
• 3.5 结果分析
• 3.5.1 填充时间分析
• 3.5.2 压力分析
• 3.5.3 流动前沿温度分析
• 3.5.4 冷凝层因子分析
• 3.5.5 注塑口压力曲线分析
• 3.5.6 螺杆速率曲线分析
• 3.5.7 气穴位置分析
• 3.5.8 熔接线分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 塑料名片格注塑成型的流变学分析
• 4.1 引言
• 4.2 充填过程中的流变学方程
• 4.2.1 充模过程的基本方程
• 4.2.2 基本方程的假设
• 4.2.3 注塑充模粘度模型
• 4.3 不同粘度模型的曲线
• 4.3.1 幂率模型
• 4.3.2 Ellis模型
• 4.3.3 CIMP模型
• 4.3.4 三种粘度曲线的分析比较
• 4.4 CIMP模型和Cross-WLF模型的比较
• 4.4.1 聚苯乙烯（PS）材料的流变特性
• 4.4.2 CIMP模型和Cross-WLF模型曲线比较
• 4.5 注塑成型流变学剪切粘度的深入讨论
• 4.5.1 温度T的影响
• 4.5.2 剪切速率和剪切应力的影响
• 4.5.3 压力的影响
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢