基于數(shù)值模擬的微注射成型彎流道充填分析.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,熱塑性塑料微注射成型技術(shù)已大規(guī)模用于工業(yè)生產(chǎn)中。由于微注射成型的制品體積微小,模具通常設(shè)計為多型腔結(jié)構(gòu)。而微注射成型多用于制造精密零部件,對制品質(zhì)量要求很高,如何實現(xiàn)平衡充填就顯得極為重要。
　　 本課題針對微注射成型中形狀新穎的彎流道,在引入必要假設(shè)的基礎(chǔ)上采用坐標轉(zhuǎn)換的方法建立了聚合物熔體在圓環(huán)坐標系中彎管流動的理論模型；使用注塑模CAE軟件首先對聚合物熔體彎管流動進行數(shù)值模擬,并將模擬結(jié)果與理論模型的求

2、解結(jié)果進行了對比驗證；然后對流道整體進行充填分析,建立了與微注射成型彎流道所對應(yīng)的直流道和不同曲率的彎流道模型,通過對比各流道在多種工藝條件下的充填效果,考察流道形狀的改變對其充填性能的影響。得到了如下結(jié)論:
　　 1.聚合物熔體彎管流動理論模型的數(shù)值求解結(jié)果顯示,聚合物熔體作彎管流動時,熔體的流動速度、剪切速率、粘度、溫度在圓管橫截面上的分布并不對稱:流動速率和粘度的極值偏向彎管內(nèi)側(cè),而剪切速率和溫度則在彎管外側(cè)達到最高。

3、r>　　 2.采用注塑模CAE軟件對不同注射速率下聚合物熔體在彎管中的流動分析發(fā)現(xiàn):聚合物熔體在流道橫截面上的速度、剪切速率、粘度分布與聚合物熔體彎管流動理論模型的數(shù)值求解結(jié)果基本一致。低注射速率下,彎管內(nèi)外側(cè)熔體溫差沒有明顯規(guī)律,隨注射速率升高,外側(cè)熔體溫度高于內(nèi)側(cè)溫度,隨著流動長度的增加,彎管外側(cè)剪切速率先是大于內(nèi)側(cè)然后又小于內(nèi)側(cè),與之相對應(yīng)的是彎管內(nèi)外側(cè)熔體溫差先增大后減?。蝗垠w在彎管內(nèi)外側(cè)溫度的變化滯后于剪切速率的變化,隨流動

4、長度的增加,彎管外側(cè)剪切速率不再大于內(nèi)側(cè)時,熔體溫度仍然是外高內(nèi)低。
　　 3.在不同工藝條件下對不同曲率半徑的流道進行充填分析,結(jié)果表明:相同注射速率下彎流道的注塑壓力大于直流道,注塑壓力隨流道曲率半徑的減小而增大；材料類型不同,一定注塑速率下兩種流道的注塑壓力差值也不同,使用剪敏性塑料PP充填時,彎流道和直流道的注塑壓力相差最小,因此采用彎流道實現(xiàn)流動平衡更適合于流動性好的剪敏性塑料；一定注射速率下,兩種流道的二級分流道中的