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工艺参数对聚甲醛微注塑制品力学性能的影响机理

王利霞 , 王永贞 , 王东方 , 张杨 , 孙亚敏 , 李倩 , 申长雨

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.02.017

基于单因素实验,研究工艺参数对不同厚度聚甲醛(POM)微注塑制品屈服应力、弹性模量、断裂强度和断裂伸长率等力学性能指标的影响,并基于制品形态结构分析工艺参数对制品力学性能的影响机理.实验结果表明,随着注射速度的增大,1.0mm厚微制品的皮层厚度减小,过渡层厚度增加,结晶度增大,综合效应使得屈服应力、断裂强度和弹性模量增大,断裂伸长率减小;0.2 mm厚微制品的皮层厚度占主导地位,其力学性能是由皮层的力学性能决定,皮层厚度先增大后减小使得屈服应力、断裂强度和弹性模量先增大后减小,断裂伸长率先减小后增大.随着熔体温度的升高,1.0rmm厚微制品的分子链取向度减小,皮层厚度减小,收缩量增大,使得屈服应力、断裂强度和弹性模量减小,断裂伸长率增大;而0.2mm厚微制品的皮层减小,但过渡层增加,结晶度增大,且补料更充分,综合作用使得屈服应力、断裂强度和弹性模量增大,断裂伸长率减小.随着模具温度的升高,1.0rmm厚微制品的皮层比例减小,结晶度增大,结晶度影响占主导,使得屈服应力、断裂强度和弹性模量逐渐增大,断裂伸长率减小;而0.2mm厚微制品的皮层厚度占主导,皮层厚度明显减小使得屈服应力、断裂强度和弹性模量减小,断裂伸长率增大.

关键词: 微尺度 , 微注射成型 , 力学性能 , 单因素实验 , 工艺参数 , 聚甲醛 , 形态

微注射成型研究进展

张响 , 张世勋 , 李倩 , 申长雨

高分子材料科学与工程

微注射成型是一种低成本大规模复制聚合物微制件的有效方法。文中从微结构特征复制性能、工艺参数的分析和优化、模具表面光洁度对聚合物流动行为的影响、过程建模与仿真、微注射成型的熔接痕缺陷以及微塑件的组织形态与力学性能等方面阐述微注射成型的最新研究进展。最后指出开发特殊微注射成型技术、新型微模具加工技术,以及将微注射成型与其他微纳加工技术集成,制作多种材料复杂功能微系统将成为今后的研究方向和发展趋势。

关键词: 微注射成型 , 微特征复制 , 工艺 , 模具表面 , 数值模拟

高分子材料微型制品微分注射成型方法及设备

王建 , 杨卫民

高分子材料科学与工程

为了保证微量聚合物熔体的计量和均匀性,结合常规注射成型技术和微注射成型技术的优势,论文提出了一种新的批量成型加工高分子材料微型制品的方法——微分注射成型。在常规注射成型设备中加入微分系统,通过行星齿轮泵作为微分泵实现熔体的分流、输送、增压和计量,在保证成型制品精度的同时,具有塑化效果好、生产效率高的优点。论文介绍了微分注射成型方法的原理和设备构成,并利用CAD/CAE/CAM(计算机辅助设计/工程/制造)技术进行了研究,最终利用加工完成的设备初步实验验证了新方法及设备的可行性。

关键词: 微型制品 , 微注射成型 , 微分注射成型 , 微分泵

微结构特征对微结构零件注射成型流场均匀性的影响

蒋炳炎 , 蓝才红 , 汤美林

高分子材料科学与工程

在Navier-Stokes方程基础上,配合适当边界条件,借助计算流体力学软件CFD-ACE实现了单侧分布矩形微结构、梯形微结构和双侧分布矩形微结构零件模型的流场仿真,得到了三种零件的速度场和剪切速率场.结果表明,单侧矩形微结构零件各微结构截面的速度和剪切速率都有较大差异;单侧梯形微结构零件各微结构截面的剪切速率分布一致,速度分布不一致;双侧矩形微结构零件三个微结构截面的速度和剪切速率都一致.单侧分布梯形微结构零件流场均匀性好于单侧分布矩形微结构零件流场均匀性,双侧分布的微结构零件流场均匀性好于单侧布置的微结构零件流场均匀性.

关键词: 微结构 , 表面张力 , 微注射成型 , 流场仿真

聚合物微流控芯片的注射成型

楚纯朋 , 蒋炳炎 , 周陆腾 , 聂胜钊

高分子材料科学与工程

针对注塑成型微流控芯片过程中出现翘曲变形和微通道复制精度不高等缺陷,采用正交分析法,仿真优化了芯片厚度方向上的翘曲变形;基于翘曲优化结果,实验研究了微注射成型微流控芯片过程中模具温度、熔体温度和注射速度对微通道变形的影响.结果表明,保压时间和保压压力对微流控芯片的翘曲变形影响最大,而模具温度对微通道变形影响最为显著.采用优化的工艺参数,所成型的芯片微通道具有较高的复制度,无明显翘曲变形,可满足使用要求.

关键词: 微注射成型 , 翘曲 , 工艺参数 , 微流控芯片 , 微通道

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