微注塑成型充模理論模型與數(shù)值模擬.pdf

1、隨著微機電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展對微型制件需求的不斷增長，以傳統(tǒng)的微細加工方法成形微小制件難以滿足微系統(tǒng)的應(yīng)用要求，而用微注塑成型的方法成型微小制件，具有生產(chǎn)效率高，制件質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點，成為微成形加工領(lǐng)域的重要工藝發(fā)展方向。 由于微型塑件的結(jié)構(gòu)尺寸與體積微小，傳統(tǒng)的宏觀上的注塑模具設(shè)計理論及方法在某種程度上己經(jīng)失去指導(dǎo)意義，需要從微觀尺度上根據(jù)微型塑件成型的特點，建立新的微注塑模具設(shè)計的基本理論與方法。因此研究微小熔體在模具型腔中的流動

2、行為成為微型模具設(shè)計理論研究的重要內(nèi)容，其中建立適合微注塑成型充模流動的理論模型是關(guān)鍵。 本文依據(jù)塑料流變學(xué)、流體力學(xué)等基本理論，借鑒宏觀熔體的充模流動理論模型，比較了微型注塑成型技術(shù)與傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)的差異，對微觀熔體充模過程中的諸多可能的影響因素，如模具和熔體溫度、流動過程的非等溫特性、型腔排氣、流動通道的表面粗糙度、熔體的表面張力、慣性力與重力、微觀粘度、粘性耗熱、粘彈效應(yīng)等進行了全面分析，初步建立了反映微觀熔體充模流動行

3、為的理論模型。進而，采用Polyflow等流體分析軟件對模型中的影響因素進行模擬，根據(jù)模擬結(jié)果進一步完善了理論模型。最后，本文引用美國俄亥俄大學(xué)的LiyongYu博士的實驗結(jié)果，分別對200μm和100μm兩種寬度的微流道進行充模流動模擬，并將模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進行對比，驗證了理論模型的正確性，同時分析了模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生誤差的原因。 通過模擬結(jié)果的分析可知，考慮壁面滑移影響和采用局部熱對流系數(shù)能夠較好的反映溫度變化、流