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电磁动态注射成型加工技术将电磁场产生的周期性机械振动引入到聚合物塑化注射成型全过程,振动力场的引入使聚合物的加工过程表现出许多传统成型加工过程所没有的新现象,对这些新现象的深入研究有助于丰富聚合物动态成型的加工理论,同时为注射成型的工艺参数的优化提供理论依据。
本文在前人建立的脉动压力诱导注射成型充模过程的物理模型基础之上,对其通过实时测量并记录熔体瞬时体积流率以及浇口流道两端熔体压力降来表征熔体实时剪切黏度的思路进行了扩展,在理论模型的指导下构建了实时测量并记录螺杆位置变化以及浇口流道两端熔体压力变化来表征电磁动态注射成型充模过程熔体表观剪切黏度的实时测试系统。在电磁动态注射成型实验中,使用该测试系统对螺杆的位移及浇口流道两端熔体的压力进行了实时测量,并在此基础上对熔体的表观剪切黏度等难以直接测量的物理量进行了数值计算与表征。
研究表明,与稳态注射成型过程相比,脉动压力的引入大大降低了充模过程浇口流道两端的熔体压力降、壁面熔体的剪切应力以及壁面熔体的表观剪切黏度,同时振动加剧了壁面熔体的剪切速率变化,剪切速率的急剧变化引起充模过程某些时段出现了断流现象。
充模过程中测量、分析得到各物理量随时间变化曲线的变化趋势均与实际情况相符,能很好地反映电磁动态注射成型充模过程熔体的流变特性。因此,整个实验分析过程也是对脉动压力诱导注射成型充模过程物理模型的验证过程,分析发现,脉动压力诱导注射成型充模过程浇口流道壁面熔体的表观剪切黏度模型,以及建立在此基础上的壁面熔体表观剪切黏度实时测量的数据和表征方法对聚合物的加工、充模过程的模拟仿真具有积极的指导意义。