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感应加热在注塑成型中的应用

作　者: 侯建华
导　师: 李倩
学　校: 郑州大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 注塑成型微注塑感应加热变模温技术数值模拟充填流动
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

注塑成型中聚合物熔体的充模过程直接影响着注塑件的成型质量和生产效率,是成型中最重要的阶段。而模具温度作为影响成型充模过程的重要的工艺参数,尤其是对微小制品的注塑成型,对它的研究显得至关重要。因此,为了研究模具温度在注塑成型中所起的作用,进行的数值模拟与成型工艺试验,对设计优化注塑模具、合理设置成型工艺参数和提高塑件质量都具有重要的理论意义和实用价值。本文依据电磁感应加热原理,设计和制造了电磁感应加热装置,采用CAE软件进行数值模拟,进行了电磁感应加热效率的实验对比,并利用所设计的电磁感应加热设备对模具表面快速加热进行注塑成型试验,验证了变模温技术的可行性,也验证了模具温度对制品成型质量影响的重要性。本论文的主要研究内容包括以下几个方面：1.对比不同加热方式的优缺点,分析并说明了变模温技术在微小注塑成型中的突出优势,根据电磁场理论和传热学原理对感应加热进行理论分析,并确定感应加热是一种可行的、高效的模具表面温度快速加热方法。2.对模具使用电磁加热过程中其不同的传热方式进行分析,比较感应加热装置电路系统的不同拓扑结构的特点,设计和制造了一种电磁感应加热装置,并提出可用于实际生产的加工流程。3.对注塑件尺寸为13.6mm×3mm,厚度为0.3mm等薄壁制品进行充填过程数值模拟,分析欠料注射情况下,不同模温对制品流动前沿、最大锁模力,熔接痕的影响,以及产生这些结果的原因。4.对所设计的电磁感应加热设备进行加热效率的测试,并和传统加热方式效率进行对比。5.使用电磁感应加热设备对模具表面加热,进行模温对制品成型影响的实验,观察制品的流动前沿、熔接区域的流动特点,根据实验结果,将数值模拟结果与实验结果进行对比,验证了数值模拟方法和变模温方法的有效性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 前言  9
  1.2 微注塑成型技术的含义及应用  9-10
  1.3 国内外微注塑成型研究现状及发展趋势  10-14
    1.3.1 微注塑机的设计  10-11
    1.3.2 微型注塑模具设计与制造技术  11-12
    1.3.3 微注塑成型工艺及制品质量控制研究  12-13
    1.3.4 制品检测和处理系统  13
    1.3.5 微注塑成型过程数值模拟理论与算法  13-14
    1.3.6 微成型物料的开发与研究  14
  1.4 模温在微注塑成型中的重要作用  14-16
  1.5 目前常用的几种注塑成型模具加热方法  16-18
  1.6 本课题的研究意义及主要内容  18-20
    1.6.1 课题的研究意义  18
    1.6.2 本论文的主要工作  18-20
2 感应加热原理及感应加热设备的设计与制造  20-32
  2.1 电磁场基本理论  20-21
    2.1.1 法拉第电磁感应定律  20
    2.1.2 焦耳定律  20-21
  2.2 集肤效应与集肤深度  21-22
    2.2.1 集肤效应  21
    2.2.2 集肤深度  21-22
  2.3 对模具的两种加热方式  22-24
    2.3.1 透入式加热  22
    2.3.2 传导式加热  22-24
  2.4 模具中电磁场建立的滞后时间  24-26
  2.5 感应加热装置的设计  26-27
    2.5.1 感应加热装置的工作原理  26
    2.5.2 感应加热装置的电路系统  26-27
  2.6 电磁加热装置的设计安装及使用流程  27-31
    2.6.1 电磁加热装置的设计安装  27-29
    2.6.2 电磁加热装置的使用流程  29-31
  2.7 本章小结  31-32
3 模具温度在注塑成型中影响的数值模拟  32-42
  3.1 基于CAE技术的充填流动分析  32-33
  3.2 对"日"字型薄壁制件的CAE流动分析  33-41
    3.2.1 成型工艺及建模  33-36
    3.2.2 欠料注射模温对流动长度的影响的模拟分析  36-38
    3.2.3 欠料注射模温对最大锁模力的影响的模拟分析  38-40
    3.2.4 熔接痕  40-41
  3.3 本章小结  41-42
4 实验部分  42-54
  4.1 电磁加热设备加热能力测试  42-45
  4.2 欠料充填所用原料及设备  45-46
  4.3 欠料充填实验方案及结果分析  46-51
    4.3.1 室温下进行缺料充填  46
    4.3.2 电磁感应装置加热模具后进行的欠料充填  46-49
    4.3.3 使用电磁感应装置加热对熔接痕的影响  49-51
  4.4 模具温度对PA66结晶度的影响  51-53
  4.5 本章小结  53-54
5 总结与展望  54-55
  5.1 总结  54
  5.2 展望  54-55
参考文献  55-58
个人简历及攻读学位期间研究成果  58-59
致谢  59

感应加热在注塑成型中的应用

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