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薄壁注塑填充性和残余应力的研究

任柏青  
【摘要】: 随着塑料产品向轻、薄、短、小方向发展,人们对其成型难度和成型后质量及相关的影响因素也越来越重视。因为塑件变得越薄,塑料熔体在型腔内冷却的速度越快,这就使得成型难度增加;同时塑件在成型过程中冷却迅速,也会使成型后塑件内部产生残余应力,直接导致开模后制品的收缩、翘曲等缺陷。 本课题综合了国内外薄壁注塑成型技术的发展情况,提出了薄壁塑件填充性和残余应力的研究。由于在国内对薄壁注塑成型的研究处于起步阶段,没有形成一套理论体系,所以该课题的提出对加强薄壁注塑成型的研究是十分有意义的。 本课题设计制造了一副滑盖手机外壳模具,该模具是一模一腔,潜伏式浇口,其壁厚是0.5mm,选用的塑料是ABS。对填充性的研究,在Moldflow数值模拟基础上,采用正交试验法研究熔体温度、模具温度、注射压力、注射速度、保压压力和保压时间对填充性的影响,然后使用单因素法、极差分析法和方差分析法进行数据处理。对残余应力的研究,在Moldflow数值模拟基础上,然后使用光弹实验法来测量不同工艺参数下,注塑件的残余应力分布的情况。 实验结果表明: (1)填充性。极差分析结果和方差分析的结果基本相同。熔体温度是最重要的工艺参数,其对填充率的贡献率是42.72%;其次是注射压力,其对填充率的贡献率是35.89%;而后是模具温度,其对填充率的贡献率是14.92%;注塑速度、保压压力和保压时间对填充率的贡献率影响很小。 (2)残余应力。使用光弹实验法画出塑件的应力分布曲线,比较其在不同工艺参数下分布区域,发现对残余应力的影响程度从大到小的工艺参数依次为熔体温度、注射速度、模具温度、冷却时间、保压压力和保压时间。其中提高熔体温度对于改善产品的内应力是最合适的手段,可以均匀降低残余应力。


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