学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

水辅助注射成型工艺及制品性能研究

作　者: 张亚民
导　师: 申长雨；曹伟
学　校: 郑州大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 水辅注射成型二次穿透残余壁厚穿透长度工艺参数结晶
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 74次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

水辅注射成型技术是在常规注射成型技术和气体辅助注射成型技术的基础上发展起来的一项新技术。由于水的不可压缩性,以及水的热传导率是氮气的40倍,热容是氮气的4倍,使得水辅注射成型的成型周期大大缩短,生产成本显著减少。因此,水辅注射成型具有很大的发展空间和广阔的应用前景,但目前关于水辅注射的系统研究还较少。本文通过建立理论模型和实验验证来研究水辅注射成型中水的穿透长度和制件残余壁厚与加工工艺的关系以及水辅成型过程中温度、注射压力等对制件的结晶形态的影响规律。主要工作包括以下几个方面：1.应用无量纲方法建立了黏性可压缩非牛顿熔体在水辅成型二次穿透中的控制方程,导出了求解压力场的变分方程和速度场的计算公式。应用分部积分和力学基本原理导出了二次穿透速度的计算公式,描述了穿透速度与注水压力、熔体密度、黏度、穿透长度及穿透半径之间的关系,开发了模拟程序。2.通过实验分析了熔体温度、熔体注射压力、注水压力、注水延迟时间、保压时间、熔体注射量等工艺参数对水辅成型制件残余壁厚以及水的穿透长度的影响。结果表明：工艺参数决定了制品的残余壁厚和水的穿透长度。升高聚合物熔体温度会减小残余壁厚和水的穿透长度；增加熔体的注射压力也会减小水的穿透长度；增加水的注水压力则会增加制品的残余壁厚和水的穿透长度；增加水的注水延迟时间将会增加水的穿透长度；增加水的保压时间就增加了水的穿透长度。3.采用偏光显微镜(PLM)研究了水辅注射成型的聚丙烯(PP)制品的内部结晶形态,分析了结晶形态的形成机理,并与CIM成型的制件进行比较。实验结果表明：在水辅成型制件的壁厚方向按照材料结晶形态的规律可以分为内表层、中芯层和外表层。内表层晶体结构的特点具体表现为紧挨制品壁内表面区域均呈现致密的小球晶结构,其他区域呈现直径稍大且形状不规则的球晶结构。中芯层晶体结构以无序排列的球晶为主,而且球晶生长充分,直径较大,晶区与非晶区区别明显。外表层的晶体结构共同特点是紧挨制品壁外表面区域(0～50μm)与紧挨制品壁内表面区域相似,也呈现致密的小球晶结构。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-21
  1.1 水辅注射成型概述  11-17
    1.1.1 成型工艺简介  11-13
    1.1.2 水辅注射成型技术特点  13-16
    1.1.3 水辅助注射成型的设备  16-17
    1.1.4 应用状况  17
  1.2 水辅注射成型技术的研究现状  17-19
    1.2.1 数值模拟研究  18
    1.2.2 实验研究  18-19
  1.3 本文选题依据及研究内容  19-21
    1.3.1 水辅注射成型存在的主要问题  19-20
    1.3.2 解决思路和主要研究内容  20-21
2 水辅注射成型的理论模型  21-44
  2.1 穿透长度的理论模型  21-27
  2.2 残余壁厚的理论模型  27-35
  2.3 壁厚方向上二次穿透的理论模型  35-39
    2.3.1 水辅注射成型壁厚方向二次穿透的控制方程及变分方程  35-38
    2.3.2 壁厚方向上二次穿透的速度  38-39
  2.4 模拟结果及分析  39-43
  2.5 本章小结  43-44
3 加工参数对水辅注射成型制件的影响  44-54
  3.1 水辅试验简介  44-45
  3.2 试验内容  45-48
    3.2.1 实验所用材料  45-46
    3.2.2 水辅注射成型设备  46-48
  3.3 实验结果分析  48-52
    3.3.1 材料的可塑性  48-50
    3.3.2 WAIM和GAIM的比较  50
    3.3.3 工艺条件对WAIM制件的影响  50-52
  3.4 本章小结  52-54
4 水辅注射成型制件结晶形态的研究  54-62
  4.1 水辅注射成型的实验研究  54-57
    4.1.1 实验原料  54-55
    4.1.2 实验仪器与设备  55-56
    4.1.3 样品的制备  56-57
  4.2 结果与讨论  57-60
  4.3 本章小结  60-62
5 总结与展望  62-65
  5.1 本文主要工作  62-63
  5.2 展望  63-65
参考文献  65-68
致谢  68

水辅助注射成型工艺及制品性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文