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《哈尔滨工业大学》 2011年
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工艺参数对聚碳酸酯注塑压缩成型制品性能影响的研究

乔刚  
【摘要】:聚碳酸酯(Polycarbonate,简称为PC)是一种无毒透明的热塑性工程塑料,由于它具有突出的抗冲击性、良好的透光率、较小的比重等优点,被广泛应用于汽车行业、电子电气、航空航天等领域。对于PC制品的生产,传统的方法采用的是板材热成型、注塑成型等,但这些加工方法存在翘曲变形大、残余应力大等缺点。注塑压缩成型是一种新型的加工方法,利用它能够有效地解决上述问题。在注塑压缩成型中,影响其制品性能的因素很多,如模具结构、材料性能、加工工艺参数等,只通过实验方法不断地试模、修模和工艺调试来获得理想制品,将耗费大量的人力、物力和财力,且开发周期长,因此可借助于数值模拟技术。在众多影响因素中,工艺参数的作用是比较明显的,因此采用数值模拟和实验方法研究工艺参数对聚碳酸酯注塑压缩成型制品性能的影响具有十分重要的意义,可为聚碳酸酯制品的生产提供一定的参考。 本文首先利用Moldflow模流分析软件建立了PC板的注塑压缩有限元模型,并以翘曲变形、熔接痕、冷却效果等为评价指标对其浇注系统和冷却系统进行了优选,在此基础上,设计并制作了相应的模具。 在相同的工艺条件下对PC板进行了注塑压缩模拟和实验,实验得到的翘曲总变形与模拟得到的翘曲总变形的最大相对偏差为4.62%,故吻合得较好,从而证明了所建立模型的正确性,为进一步的注塑压缩数值模拟研究奠定了基础。采用正交实验法数值模拟研究了模具温度、压缩速度、压缩力等七个工艺参数对注塑压缩PC板翘曲总变形和体积收缩率的影响,通过极差分析确定了各因素的主次关系,得到了最优工艺参数组合,通过方差分析确定了各因素对实验指标影响的显著性。在最优工艺参数组合的基础上,采用单因素法又具体研究了各主要因素对PC板质量的影响规律。 以模拟得到的最优工艺参数组合为参考,对PC板进行了不同工艺条件下的注塑压缩实验,并对PC板进行了拉伸实验研究,得到了各工艺参数对其力学性能的影响规律。
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