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本文根据注射成型中保压阶段和冷却阶段的特征,将传统的保压阶段和冷却阶段合并起来一起研究。
为了研究保压冷却阶段的主要工艺参数对制品质量的影响,必须先了解在此阶段聚合物的变化过程,所以选用双域P-V-T状态方程和三维冷却热力学方程,利用MOLDFLOW软件对保压冷却阶段进行计算机模拟,求解出结晶型塑料PP的温度、压力和密度分布。
通过改变保压冷却阶段的工艺参数进行实验。测量模腔压力的变化并与计算机模拟的结果进行对比,证实了模拟结果与实验结果比较吻合,同时也证明了用MOLDFLOW软件可以方便、快捷和准确地求解保压冷却阶段的温度场和压力场。测量不同工艺条件下制品的重量和厚度,揭示保压冷却阶段中保压压力和保压时间对制品质量(重量变化和厚度变化)的影响:制品的重量随保压压力的增大近似线性增加;制品的厚度随保压压力的增大而增加,并且随着保压压力的增大制品的厚度变得均匀;浇口附近区域的制品厚度受保压压力变化的影响较大。对于本文所用的实验材料,发现制品沿流动方向呈现中间厚两端薄的趋势,这对塑料件的设计和塑料模具的设计有十分重要的指导意义。
改变保压压力曲线,用MOLDFLOW求解不同保压曲线下的模腔压力分布,发现采用阶梯降压保压、线性降压保压和先恒压后线性降压保压的模腔压力分布比采用恒压保压的模腔压力分布更均匀,同时根据前面的实验结果得出采用先恒压后线性降压保压的保压曲线更有利于提高制品的质量。
本文研究及其所得出的结论对塑料制品的设计、模具的设计和调整注塑过程中保压冷却阶段的工艺参数具有一定的理论和实践指导意义。