聚合物超聲波熔融塑化速率測定及其影響因素分析.pdf

1、微注射成型技術是推動微機電系統(tǒng)(MEMS)飛速發(fā)展的關鍵技術之一，其發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)主要是微尺度型腔中聚合物熔體的充填困難。針對該問題，本文使用課題組研制的聚合物超聲塑化與流變實驗裝置，對聚合物超聲波熔融塑化技術進行了深入的研究。主要研究工作及結論如下：
　　 根據(jù)聚合物超聲波熔融塑化實驗要求，對現(xiàn)有超聲塑化與流變實驗裝置進行必要的優(yōu)化設計，研究內(nèi)容包括：通過對超聲波振動系統(tǒng)的研究，得到超聲波工具頭的振動模態(tài)，并且設計了超聲

2、波工具頭振動狀態(tài)下的靜態(tài)密封方法；研究了聚合物超聲波熔融塑化結束的傳感器測定方案，利用聚合物熔體的壓力信號判斷塑化料筒內(nèi)的聚合物是否完全熔融，為超聲波熔融塑化速率的測定提供科學準確的方法。
　　 理論分析了聚合物超聲波熔融塑化的本質(zhì)機理，得出塑化過程中主要存在三個產(chǎn)熱效應，即摩擦生熱效應、粘彈性熱效應和超聲空化效應。本文重點對超聲空化效應進行了理論分析：運用龍格—庫塔迭代法，結合MATLAB軟件，對空化泡泡壁在超聲波作用下的運動

3、過程進行數(shù)值模擬，得到超聲波頻率、聲壓幅值、氣泡初始半徑、塑化壓力和熔體粘度參數(shù)對超聲空化效應的影響規(guī)律，總結出最佳參數(shù)組合，為后續(xù)的實驗研究提供理論基礎。
　　 實驗研究了聚合物超聲波熔融塑化過程，設計的傳感器測定方案可以準確地測定聚合物超聲波熔融塑化速率。結果表明，聚合物超聲波熔融塑化速率隨著超聲波功率、塑化壓力的提高而增加。當超聲波電源電壓為200 V，塑化壓力為2.0 MPa時，超聲波熔融塑化速率達到了最大值，為0.11