聚合物超聲塑化過程中聲場及溫度場分布研究.pdf

1、微注射成型技術是大批量、低成本制造MEMS塑件的重要方法，存在充填困難等問題亟待解決。國內外學者將超聲作為輔助方式引入微注射成型中，雖對充填困難問題進行了初步改善，但還是難以避免螺桿式塑化方式帶來的種種問題。本課題組在總結前人研究成果的基礎上，提出“超聲塑化微注射成型”，既能有望解決充填困難的問題，也能避免螺桿式塑化的難點問題。本文主要針對超聲望化微注射成型中的關鍵過程—聚合物超聲塑化過程進行研究，主要研究內容和結論如下:
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2、1)根據聚合物超聲塑化實驗要求，設計了聚合物超聲望化組件，著重研究的內容包括:基于力電類比法，推導了多段復合工具頭的傳遞矩陣，對工具頭的尺寸進行了詳細設計，并通過仿真和實驗驗證設計的合理性;采用Ansys進行料筒的熱分析，指出隔熱的必要性，并通過材料選型制造了合適的隔熱板，減少了超聲能量的散失。
　　(2)采用Matlab和Ansys分別進行了聚合物超聲塑化過程中的聲場傳播和溫度場仿真，主要內容包括:推導了超聲在聚合物中的超聲聲壓

3、傳播方程，采用Matlab進行了數值模擬，研究了聲壓幅值分布規(guī)律，揭示了超聲振幅和頻率對聲壓幅值分布的影響;采用Matlab和Ansys聯(lián)合仿真，研究了聚合物溫度場分布，分析了超聲參數對溫度場的影響。
　　(3)進行了聚合物超聲塑化實驗研究。研究了工藝參數對聚合物塑化形態(tài)的影響，表明相對于超聲作用時間，超聲發(fā)生器電壓和塑化壓力對聚合物的完全塑化有更大的促進作用;研究了塑化腔軸線處聚合物的超聲聲壓幅值分布，表明聲壓幅值隨至工具頭距離