微注塑成型充模流動(dòng)中粘性耗散與對(duì)流傳熱研究.pdf

1、微注塑成型是一種可以進(jìn)行大批量生產(chǎn)微小或帶有微細(xì)結(jié)構(gòu)塑件的塑料成型加工技術(shù)。應(yīng)用微型注塑成型方法成型微機(jī)電系統(tǒng)中的微小構(gòu)件，與目前微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域常用的硅基材料構(gòu)件相比，具有制造成本低，生產(chǎn)周期短，成型工藝簡(jiǎn)單，構(gòu)件質(zhì)量易于保證等特點(diǎn)。 然而，由于微型塑件結(jié)構(gòu)尺寸與體積極其微小，使得微注塑成型充模流動(dòng)過(guò)程中高聚物熔體流過(guò)微小通道時(shí)的流變特性與宏觀注塑成型時(shí)有許多不同，因而影響微型塑件成型質(zhì)量的關(guān)鍵因素亦與傳統(tǒng)大尺寸塑件成型過(guò)程有所

2、不同。 本文在深入分析微注塑成型充模流動(dòng)過(guò)程中的各種影響因素，如模具和熔體溫度、流動(dòng)過(guò)程的非等溫效應(yīng)、壁面滑移、粘性耗散、表面積與體積比的增加、型腔排氣、流動(dòng)通道的表面粗糙度、熔體的表面張力、重力、慣性力、粘彈性效應(yīng)以及流動(dòng)過(guò)程的可壓縮性等的基礎(chǔ)上，依據(jù)聚合物流變學(xué)、流體力學(xué)和注塑成型的基本理論，采用數(shù)值模擬方法，研究了微注塑成型充模流動(dòng)中熔體的粘性耗散及熔體與壁面間的對(duì)流傳熱對(duì)模具溫度的影響，并建立了求解因粘性耗散引起溫度增加

3、值的數(shù)學(xué)模型；應(yīng)用Polyflow模擬工具，分別對(duì)特征尺寸為50μm、100μm和200μm等圓形截面微通道中熔體流動(dòng)時(shí)的粘性耗散與對(duì)流傳熱行為進(jìn)行了模擬，并分別考慮了局部熱對(duì)流系數(shù)和壁面滑移的影響。粘性耗散作用引起熔體溫升現(xiàn)象的模擬結(jié)果與J.H.Chen在相同條件下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較高的吻合度，熔體與壁面間對(duì)流傳熱對(duì)填充長(zhǎng)度影響的模擬結(jié)果與L.Yu的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也有較好的一致性。 模擬結(jié)果表明，考慮熔體的粘性耗散作用與采用局部熱對(duì)