随着塑料工业的发展,塑料制品向多功能、高性能和环境友好方向发展,而传统的塑料加工技术难以适应这种新趋势。因此,二次注射成型作为一种改进的注塑加工方法,符合这种趋势,目前广泛应用于包装、电子、汽车和医疗等领域。本文借助商品化数值模拟软件Moldflow,采用Taguchi DOE技术,对重叠注射成型手机侧键出现的欠充填、翘曲进行工艺参数优化,并提出新的技术优化方案。采用实验与数值模拟相结合的方法,分析了夹芯注射成型过程中剪切力场和温度场等数据的变化规律,并基于能量场建立了夹芯注射成型过程中聚丙烯柱晶生成条件判据,为优化注射成型工艺参数、调控夹芯注射成型制品的结晶形态和性能提供理论支持。本文的主要研究内容及结论如下:(1)借助数值模拟技术,研究了重叠注射成型手机侧键成型过程中工艺参数对欠注/欠充填及翘曲的影响,根据工艺参数变量对制品质量指标的影响度,优化成型工艺参数,解决手机侧键在成型加工过程中出现欠充填及翘曲问题。(2)针对重叠注射成型手机侧键的冷料较多且流程较长的问题,提出新的技术优化方案,采用热流道系统进行优化,并借助数值模拟技术分析其优化后所带来的降低产品应力、减少产品变形及经济方面的优势。(3)结合数值模拟和偏光实验,研究了不同工艺参数下成型过程中剪切力场、速度场、和温度场沿厚度方向的变化,并分析了它们在厚度方向上呈现差异化的原因。此外,将剪切力做功与温度场内能变化的比值作为柱晶生成判据,判据建立考虑了剪切应力、速度、温度、时间的影响,将柱晶判据Jcr单位进行了归一化处理,初步从能量角度建立了柱晶生成条件的判据,根据其区间范围,初步建立一个柱晶生成的普适条件,即柱晶判据Jcr数值区间为[2.08,18.46]。(4)借助数值模拟技术,对比分析了电子烟油杯传统水路与3D金属打印随形水路对制品表面温度、成型周期、翘曲变形量的影响,发现3D金属随形水路相较传统水路制品温度分布更均匀,成型周期缩短46.23%,翘曲变形量减小29.98%,对于制件含有较大的深腔结构,结合3D金属打印技术,冷却管路的设计可以更科学。