姜开宇
,
李豪
,
吉智
,
于同敏
,
王敏杰
高分子材料科学与工程
利用自主研制开发的基于可视化技术的超声激励注射成型装置,对超声频率为19.5 kHz时,不同超声功率、不同注射速度以及不同玻纤含量条件下,短玻纤增强聚丙烯(GF/PP)复合材料熔体前沿充填型腔的状况进行直接观测记录,并对超声外场对复合熔体充型流动行为的影响进行研究.结果表明,超声外场在一定程度上改善了10％ GF/PP的熔体充型流动行为,而且最佳超声功率值随着注射速度不同而有所改变,超声外场对于20％ GF/PP的熔体充型流动行为改善效果并不明显.为后续研究超声外场对复合材料注塑成型特性的影响可以提供可靠依据.
关键词:
超声外场
,
可视化技术
,
短玻纤增强聚丙烯
,
流动行为
姜开宇
,
吉智
,
李豪
,
王敏杰
,
于同敏
高分子材料科学与工程
以3.5mm矩形平板塑件注射充模过程为研究对象,开发一种用于起声辅助成型技术观测的新型可视化试验分析平台,通过在模具型腔上施加超声振动,研究超声振动对聚丙烯(PP)熔体前沿流动速度以及流动轨迹的影响.结果表明,超声振动能提高PP前沿流动速度(400 W超声时,最高可使前沿流速提高18.0％),充模前期超声振动对提升前沿流速的贡献最大,但是充模中后期,超声振动和剪切热的共同作用决定着前沿流速的大小;同时,超声振动对冷凝区的改变是PP流动轨迹出现分散流动廷后变化的主因.
关键词:
超声振动
,
注射成型可视化
,
流变特性
,
流动速度
,
流动轨迹
徐斌
,
王敏杰
,
于同敏
,
赵丹阳
高分子材料科学与工程
针对微尺度聚合物熔体流动粘性耗散变化规律,基于流体能量方程进行了理论分析.随着通道特征尺寸的减小,粘性耗散项在能量方程中所占比例在增加,表明粘性耗散作用在增强.选用当量直径分别为1000 μm、500 μm、350 μm的矩形截面和圆形截面毛细管口模,以高密度聚乙烯进行不同温度与不同剪切速率下的粘性耗散实验,计算了单位长度粘性耗散温升.结果表明,随着通道特征尺寸的减小,单位长度粘性耗散温升在增加.当剪切速率从低向高变化时,特征尺寸较小的毛细管口模单位长度温升增加较快.因此,随着通道特征尺寸的减小,粘性剪切摩擦在逐渐增强.
关键词:
粘性耗散
,
微通道
,
聚合物熔体
徐斌
,
王敏杰
,
于同敏
,
赵丹阳
高分子材料科学与工程
针对复杂微型腔制作的难点,基于紫外光刻电铸(UV-LIGA)技术和掩膜腐蚀的方法加工了细胞皿微型腔.以聚丙烯(PP)进行单因素充模流动工艺试验,通过极差分析,研究了注射速率、模具温度、熔体温度、保压压力和保压时间对微制品成型质量的影响规律.注射速率对提高充填率起主要作用,模具温度和熔体温度是次要因素,而保压压力和保压时间相对其它因素对充填质量影响较差,但必须保持在一个较高的水平.在获取优化工艺参数后,获得合格的制品.因此基于UV-LIGA技术和掩膜腐蚀的方法制作复杂结构微型腔对于微注塑成型是可行的.
关键词:
微注塑成型
,
细胞皿
,
紫外光刻电铸
,
成型工艺
于同敏
,
贝海鑫
高分子材料科学与工程
微注塑成型中的粘性耗散效应引起的熔体充模流动行为变化，直接影响微塑件的成型质量。应用双料筒毛细管流变仪与微尺度口模和高精度温度传感器等组成的测量装置，对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）熔体以不同剪切速率和口模入口温度，流经直径350μm和500μm而长径比不同口模时的粘性耗散效应进行了实验测量和数值模拟。结果表明，微通道中的熔体粘性耗散效应随剪切速率的增加而明显增强，随通道直径的减小和入口熔体温度的升高而减弱；但通道直径一定时，长径比的增大也会导致粘性耗散作用增强。
关键词:
微注塑成型
,
充模流动
,
粘性耗散
,
出口温升
徐斌
,
王敏杰
,
于同敏
,
赵丹阳
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.10.005
在分析聚合物熔体的壁面滑移机理和微通道中尺度效应对壁面滑移的影响基础上,通过对Hatzikiriakos所建壁面滑移模型滑移系数的修正,建立了微通道的壁面滑移模型.采用修正前和修正后壁面滑移模型,通过数值模拟,计算出了直径为0.5mm的微通道中在不同剪切速率下的滑移速度和压力降.对比计算结果,修正后的滑移模型计算出的滑移速度减小了,而压力降增加了.通过与试验测得的压力降对比,根据修正后的壁面滑移模型计算出的压力降更接近试验值.
关键词:
壁面滑移
,
数值模拟
,
微尺度效应
于同敏
,
祝思龙
,
包成
,
黄晓超
高分子材料科学与工程
针对材料收缩率这一影响精密注塑制品尺寸精度的关键因素,以中间有两个长孔的平板型塑件为对象,设计制作了一套带有超声振动系统的精密注塑模具,在精密注塑机上进行了施加和未加超声振动的成型实验；并借助X射线衍射分析,研究了不同超声参数作用对收缩率较大的高密度聚乙烯(HDPE)试件收缩率变化的影响关系及其微观作用机理.结果显示,与未加超声振动的试件相比,超声振动能明显降低HDPE材料的收缩率,最高降幅可达16.13％.由此表明,注塑成型过程中施加超声振动,能够有效控制制件的收缩率.
关键词:
超声振动
,
精密注塑成型
,
高密度聚乙烯
,
收缩率
于同敏
,
焦旭
,
武永强
高分子材料科学与工程
注塑制品成型凝固时对型芯产生的包紧力大小及其分布,是影响制品脱模变形或开裂的主要因素.以简单矩形盒状制品为对象,设计制造了单型腔直浇口模具,并对高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)材料,进行了不同工艺参数作用下的单因素成型实验及制品脱模力的测量,研究了工艺参数变化对制品包紧力产生的作用机理及对脱模力的影响关系.结果表明,制品凝固时其内部分子的结晶、收缩及不平衡应力等,是影响制品包紧力大小的主要因素.而提高脱模温度,会使制品对型芯的包紧力明显减小,脱模力随之减小.
关键词:
盒状制品
,
工艺参数
,
注塑成型实验
,
脱模力测量
于同敏
,
武永强
,
蒋天明
高分子材料科学与工程
针对微模具型腔填充困难问题,以细胞培养皿微型制件为对象,设计制造了具有抽真空排气和超声振动功能的微注塑模具.采用单因素短射成型实验方法,研究了高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)材料,在不加和施加超声振动时,熔体温度与模具温度、注射压力及注射速度变化对微模具型腔填充率的影响规律.结果显示,不同工艺参数条件下,施加超声振动比不加超声振动时2种材料的微型腔填充率均明显提高;当改变熔体温度时,施加超声振动比不加超声使HDPE材料的微型腔填充率平均提高了10.14％,PP材料平均提高了6.28％.而工艺参数一定时,增大超声功率也使微型腔填充率增加;超声功率增加到300W时,HDPE材料的微型腔填充率提高了10.12％,PP材料提高了4.98％.这表明施加超声外场作用能够促进聚合物熔体流动,提高微模具型腔填充率.
关键词:
细胞培养皿
,
微型腔填充率
,
单因素实验
,
超声外场
,
工艺参数
徐华
,
于同敏
,
徐斌
高分子材料科学与工程
微注塑成型中,聚合物熔体与微型腔壁面间的对流换热行为与常规注塑成型不同,对流换热系数也发生了变化。通过采用微模具和温度传感器,对聚丙烯（PP）、ABS和两种聚甲醛（POM）熔体,以不同注射速度填充厚度为0.510 mm和0.420 mm,表面粗糙度为0.062μm、0.393μm和0.695μm的不同微型腔时的模具温度分布进行测量,从而求得对流换热系数。结果表明,微注塑成型中对流换热系数,与聚合物材料热物理性质紧密相关,热物性参数值高的材料,对流换热系数也大;且随注射速度和型腔表面粗糙度的增加以及型腔厚度的减小而增大。
关键词:
微注塑成型
,
对流换热
,
型腔厚度
,
表面粗糙度
