超聲輔助注射成型充模流動(dòng)特性的可視化研究.pdf

1、超聲技術(shù)是集物理學(xué)、振動(dòng)學(xué)、聲學(xué)等多學(xué)科交叉的一門新技術(shù)，隨著科學(xué)界對(duì)超聲技術(shù)研究的深入，超聲技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。將超聲技術(shù)應(yīng)用于聚合物注射成型過程中，發(fā)揮超聲在降低熔體粘度，提高塑件成型質(zhì)量方面的優(yōu)勢(shì)，成為注射成型的一種新方法。但是超聲振動(dòng)如何影響聚合物充模流動(dòng)，以及其對(duì)聚合物充模流動(dòng)的作用機(jī)理仍不清楚，本文針對(duì)這個(gè)問題，提出利用可視化示蹤法，探討超聲振動(dòng)對(duì)聚合物流動(dòng)過程的影響。
　　本文以矩形平板塑件為

2、研究對(duì)象，設(shè)計(jì)集超聲外場(chǎng)作用與可視化技術(shù)的注塑成型模具，實(shí)現(xiàn)一個(gè)模具上多位置超聲激勵(lì)的組合施加，利用此模具對(duì)聚丙烯(PP)材料進(jìn)行不同超聲功率和注射速率參數(shù)下的注射成型實(shí)驗(yàn)，結(jié)合示蹤粒子標(biāo)記法和多項(xiàng)式數(shù)據(jù)擬合，研究超聲振動(dòng)對(duì)熔體流動(dòng)軌跡、塑件收縮方向以及熔體流動(dòng)速度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲振動(dòng)一方面使得熔體在型腔內(nèi)更長距離上保持直線流動(dòng)，冷卻階段塑件收縮平衡點(diǎn)位置向型腔末端移動(dòng);另一方面，能夠在一定程度上促進(jìn)PP熔體前沿的流動(dòng)，最大提高幅

3、度為35.2％。同時(shí)，前沿熔體流動(dòng)速度曲線呈先降低，后升高，再降低，再上升，最后下降的變化趨勢(shì)。
　　結(jié)合示蹤粒子標(biāo)記法和Kringing插值法提出一種充型流動(dòng)速度場(chǎng)的表征方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，一方面，熔體充模過程速度分布呈中間高，兩邊低，近澆口高，遠(yuǎn)澆口低的變化趨勢(shì);施加超聲振動(dòng)后，熔體流動(dòng)速度增大，沿流動(dòng)方向流動(dòng)速度變化梯度減小。另一方面，從熔體流動(dòng)速度的大小以及速度分布的均勻性角度上考慮，1mm塑件注射成型時(shí)，800W功率超聲