變徑管接頭的注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模含7張CAD圖,管接頭,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,cad 附錄1： 外文翻譯 注塑成型的可控性 程序的材料處理研討會(huì):1999 ASME國(guó)際機(jī)械工程大會(huì)&博覽會(huì),11月14 - 19、1999、田納西州納什維爾 大衛(wèi)Kazmer 機(jī)械部門(mén)，& Ind，工程,馬薩諸塞阿默斯特大學(xué) 大衛(wèi)Hatch 機(jī)械部門(mén)，& Ind，工程,馬薩諸塞阿默斯特大學(xué) 文摘： 過(guò)程控制已被認(rèn)為是提高性能和一致性的熱塑性部分的一個(gè)重要的手段。但是,沒(méi)有一個(gè)控制策略或系統(tǒng)設(shè)計(jì)被普遍接受,成型系統(tǒng)繼續(xù)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生有缺陷的組件。這個(gè)由熱、流動(dòng)態(tài)加熱的聚合物熔體注塑工藝的能力是有限的。 本文討論了一些困難帶來(lái)的復(fù)雜的和分布式的注射成型工藝。流和熱動(dòng)力學(xué)分析的過(guò)程對(duì)運(yùn)輸和流變學(xué)的影響。然后,描述了兩種新穎的加工方法,使多樣的循環(huán)冗余流量、壓力和溫度控制。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明有效性的這些創(chuàng)新,提高一致性和靈活性在聚合物加工。這樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化必要的控制結(jié)構(gòu)變化而改善過(guò)程的魯棒性和效率。 介紹： 注射成型生產(chǎn)非常復(fù)雜的組件能夠來(lái)嚴(yán)格規(guī)范。這個(gè)過(guò)程包括幾個(gè)階段:塑煉、注塑、包裝、冷卻、脫模。在注塑和它的變體(共注射成型,注射壓縮、氣體輔助成型等)，熱塑性顆粒被送入一個(gè)旋轉(zhuǎn)的螺桿和融化。用一個(gè)均勻熔體收集在前面的螺絲,螺絲是在控制前進(jìn)的軸向速度和時(shí)變，融化成一個(gè)疏散腔。一旦熔體凝固和足夠的剛性模組件拆下,模具被打開(kāi)和部分噴射而下一周期的熱塑性塑料熔體是增塑的自攻螺絲。周期時(shí)間范圍從低于四秒鐘光盤(pán)到超過(guò)三分鐘的汽車(chē)零部件。 控制注塑明顯受到非線性行為的高分子材料,動(dòng)態(tài)耦合物理過(guò)程,復(fù)雜的幾何形狀和模具之間的相互作用最終影響產(chǎn)品質(zhì)量屬性。修改后系統(tǒng)的觀點(diǎn)在現(xiàn)代傳統(tǒng)注射成型過(guò)程[1]呈現(xiàn)在圖1。機(jī)器參數(shù)顯示左邊的圖,和一些常見(jiàn)的模制品質(zhì)量的措施都列在右邊。在這個(gè)圖中,這個(gè)過(guò)程應(yīng)該分為五個(gè)不同的耦合階段。每個(gè)階段的輸出不僅直接決定了初始條件的下一個(gè)階段,而且也影響一些最終品質(zhì)的模制品。 圖1:系統(tǒng)視圖的注射成型工藝 薄腔填充的聚合物熔體對(duì)應(yīng)蠕動(dòng)流(Re < < 1)這是一個(gè)溫度場(chǎng)耦合的特征是一個(gè)薄冷層(Pe > > 1)周?chē)臒岷诵膮^(qū)域[2]。作為一個(gè)例子,考慮一個(gè)參考速度10厘米/秒,參考厚度3毫米的,和一個(gè)粘度100 Pa秒。在此基礎(chǔ)上的雷諾數(shù)情況下是非常小的,J(球),指示的有效性高粘性蠕動(dòng)流的假設(shè)。此外,流區(qū)域充分考慮發(fā)達(dá),都搖搖晃晃、重力效應(yīng)可以忽略由于當(dāng)?shù)丶铀俣瓤梢院雎圆挥?jì)。另一方面,熱擴(kuò)散系數(shù)= k / Cp,典型的聚合物熔體是J(球)立方厘米/秒,運(yùn)動(dòng)粘度= h/ = 103平方厘米/秒;因此,普朗特號(hào)碼是關(guān)于J(106)和沛克萊數(shù)、Pe= Re*Pr, is J(103)。使用這些假設(shè),質(zhì)量,動(dòng)量,能量方程在笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)歸納為以下形式: 在z和x方向的厚度和回水區(qū);v是速度分量;P是壓力;h是剪切粘度;r、Cp和k是熱性質(zhì);是剪切率,是粘性加熱術(shù)語(yǔ)。 解決方案的壓力場(chǎng)在注射成型是通過(guò)耦合質(zhì)量和動(dòng)量方程。通常,質(zhì)量方程提供了一種收斂性判據(jù)對(duì)流量哪些動(dòng)量方程的迭代求解產(chǎn)生一個(gè)精確的壓力場(chǎng)。對(duì)于每個(gè)瞬間的時(shí)候,所有的節(jié)點(diǎn)壓力解決網(wǎng)格上的同時(shí)。迭代是需要更新的剪切率、粘度、流速估計(jì)直到完全收斂。對(duì)于一個(gè)可壓縮流,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量流量必須等于任何大規(guī)模的收益或損失在元素中[3]。必要的方程組可以開(kāi)發(fā),組裝,解決了使用傳統(tǒng)的伽遼金配方固定網(wǎng)和瞬態(tài)熔體前沿。這樣一個(gè)仿真已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái),并將用于評(píng)估策略發(fā)展過(guò)程以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 過(guò)程開(kāi)發(fā)： 概述注塑控制是顯示在圖2。在最內(nèi)層的級(jí)別,只有機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)監(jiān)管。這種級(jí)別的控制將確保正確執(zhí)行的程序機(jī)輸入(圖1)。第二層次,狀態(tài)變量如熔體溫度和熔體壓力控制跟蹤預(yù)定義的配置文件。這將提供更精確的控制狀態(tài)的融化。在最外層,機(jī)器的輸入進(jìn)行調(diào)整,以提高零件的質(zhì)量通過(guò)更好的設(shè)置點(diǎn)給定質(zhì)量反饋。 圖2:系統(tǒng)圖的注塑控制 雖然機(jī)控制是很重要的,它是聚合物狀態(tài)(壓力,溫度,和莫粒度),它直接決定了模制品質(zhì)量[4,5]。因此,本文著重于關(guān)閉之間的循環(huán)機(jī)器參數(shù)和聚合物狀態(tài)。如果實(shí)現(xiàn),這些先進(jìn)的控制策略將提供增加模制品的質(zhì)量和一致性。 腔壓力控制： 一個(gè)基本的狀態(tài)變量,該變量可以調(diào)節(jié)成型周期是腔壓力。閉環(huán)控制腔壓力能自動(dòng)補(bǔ)償變化和注射壓力cosity融化力來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)一致的處理過(guò)程和制服組產(chǎn)品屬性[6]。曼介紹第一個(gè)壓力控制方案通過(guò)使用調(diào)制壓力釋放閥[7],阿布法拉開(kāi)發(fā)了一個(gè)過(guò)程控制模型,由有關(guān)的空腔壓力應(yīng)對(duì)開(kāi)環(huán)擾動(dòng)[8]。斯里尼瓦桑后使用這些模型來(lái)提出一個(gè)學(xué)習(xí)控制器閉環(huán)腔壓力控制[9]。自適應(yīng)控制方法已經(jīng)被提出跟蹤腔壓力曲線在通常一個(gè)位置在模具[10 - 12]。 不幸的是,空腔壓力控制缺少一個(gè)系統(tǒng)的方法確定壓力分布圖。此外,它是因缺乏合適的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為分布式壓力控制,作為傳統(tǒng)的成型機(jī)器配備了只有一個(gè)傳動(dòng)裝置(螺旋),不允許同時(shí)腔壓力控制在多個(gè)點(diǎn)在模具?？紤]到交通系統(tǒng)在傳統(tǒng)熔體冷流道模具見(jiàn)圖3。很明顯,這個(gè)幾何是“天生”就進(jìn)入模具。跑步者的位置是固定的,澆口尺寸也是固定的。由此產(chǎn)生的壓力分布無(wú)法控制沒(méi)有更不用說(shuō)重整模具鋼。 圖3:典型的包裝壓力分布 探討可控性的注塑工藝,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一半階乘[13]是實(shí)驗(yàn)來(lái)確定主要工藝參數(shù)之間的影響和部分關(guān)鍵尺寸: 在這個(gè)方程式中,機(jī)器參數(shù)有所縮減,范圍為0到1,表明最大可行處理范圍對(duì)于這個(gè)應(yīng)用程序。由此產(chǎn)生的系數(shù)的線性模型是實(shí)際變化部分尺寸以毫米。應(yīng)該指出的是,一旦加工完成,尺寸變化可以通過(guò)處理相當(dāng)有限,盡管功能顯著。主要的結(jié)論,應(yīng)該是從eq.(4),然而,是所有維度的反應(yīng)類(lèi)似的變化過(guò)程設(shè)置。因此,成型過(guò)程的行為作為一個(gè)自由度的過(guò)程只有一個(gè)質(zhì)量屬性是可控的。 南Suh之一的公理[14]指出,“獨(dú)立的設(shè)計(jì)應(yīng)該保持的功能需求?！斑@公理應(yīng)用開(kāi)發(fā)多個(gè)自由度控制熔體流動(dòng)和壓力在模具型腔。如圖所示圖4中,閥門(mén)計(jì)流動(dòng)的熔體從跑步者進(jìn)入模具型腔。壓降和流量的動(dòng)態(tài)變化的融化是軸向運(yùn)動(dòng)控制的每個(gè)閥桿閥桿之間的差距和模壁。通過(guò)分離控制熔體在不同的閥桿位置,融化在每個(gè)門(mén)的控制可以覆蓋的影響,并且提供更好的壓機(jī)時(shí)間響應(yīng)和微分控制的融化。每個(gè)閥作為一個(gè)個(gè)體噴射裝置,減輕依賴(lài)機(jī)器動(dòng)力學(xué)。對(duì)于閉環(huán)控制、歧管壓力傳感器是用于跑步滴而不是在空腔。這個(gè)實(shí)現(xiàn)不僅提供更低的成本和更高的可靠性,但也使得傳統(tǒng)的外觀為系統(tǒng)。 圖4:動(dòng)態(tài)流量調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì) 由此產(chǎn)生的可控制性的注射成型工藝是在圖5展示了在多個(gè)壓力曲線可以維持在模具型腔的一個(gè)部分。在同一周期中,三個(gè)不同等級(jí)的熔體壓力都施加在不同蓋茨在同一模腔?？刂茐毫Ρ３衷陂T(mén)1階段41.4 MPa(6000 psi。),門(mén)2是41.4 MPa(6000 psi。),門(mén)3是20.7 MPa(3000 psi。),門(mén)4是62.1 MPa(9000 psi。)。在傳統(tǒng)注塑、熔體壓力將是相同的在所有蓋茨。這種級(jí)別的過(guò)程控制此前還沒(méi)有通過(guò)任何成型技術(shù)迄今為止。每個(gè)門(mén)可以施加特定的保壓壓力。 圖5:動(dòng)態(tài)流量調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì) 材料收縮和尺寸變化在不同的地點(diǎn)在部分基于輪廓和周?chē)膲毫v史的大門(mén)。能力改變個(gè)體維度或其他質(zhì)量屬性沒(méi)有更不用說(shuō)重整模具鋼提供了重要過(guò)程的靈活性。它可以增強(qiáng)情商(4)有額外的自由度和復(fù)試的可控性三個(gè)部分尺寸: 有兩個(gè)重要的影響這一結(jié)果。首先,閉環(huán)控制腔壓力大大降低的部分維度上的依賴(lài)機(jī)器設(shè)置,可以減少的幅度系數(shù)的主要機(jī)設(shè)置。這種效應(yīng)也可以減少標(biāo)準(zhǔn)差的多個(gè)部分維度平均五個(gè)因素,從而提高過(guò)程能力指數(shù),Cp,從不足1到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出2。 其次,第二個(gè)矩陣在eq.(5)是提高尺寸可控性的證據(jù)提供的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的腔壓力分布。一般來(lái)說(shuō),改變腔壓力靠近門(mén)口的一個(gè)維度提供了主要影響部分尺寸。另外,獨(dú)立的控制閥門(mén)的莖提供能力來(lái)改變尺寸在一個(gè)位置不干擾維度在另一個(gè)位置。這種靈活性不存在傳統(tǒng)的造型因?yàn)槌钟袎毫ψ兓荚谟绊懸粋€(gè)人區(qū)域的部分可能會(huì)傳播到其他地區(qū)的部分通過(guò)靜態(tài)給水系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)指出,然而,總級(jí)的可用空間的變化與動(dòng)態(tài)壓力調(diào)節(jié)大約是相同的對(duì)于傳統(tǒng)的成型。 這些結(jié)果可能產(chǎn)生重大影響的產(chǎn)品和工具的發(fā)展過(guò)程。目前,數(shù)值模填充模擬和專(zhuān)家判斷結(jié)合起來(lái)估計(jì)過(guò)程的行為和做出重要的設(shè)計(jì)決策。如果這些決策是錯(cuò)誤的,那么工具可能需要修改。改進(jìn)的可控制性的注塑工藝對(duì)許多設(shè)計(jì)不允許修正在模具調(diào)試階段沒(méi)有重組。這種變化在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以大大降低工具開(kāi)發(fā)成本,縮短開(kāi)發(fā)周期,加速投放市場(chǎng)的時(shí)間。 上述過(guò)程的重要性還在于它移動(dòng)聚合物控制從成型機(jī),模具本身。這減少了成型機(jī)“聚合物泵。的變化在注射壓力,流量,壓力,或包次包裝都是通過(guò)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膲毫蜏囟瓤刂?。市?chǎng)的影響將是重大的,因?yàn)?)老機(jī)沒(méi)有閉環(huán)控制可以提供一致性等于現(xiàn)代機(jī)器,和2)模具委托在成型機(jī)在美國(guó)是確保生產(chǎn)一致的部分在成型機(jī)海外。模具就變成自己的獨(dú)立的質(zhì)量控制機(jī)制。因此,潛在的生產(chǎn)力和質(zhì)量的提高是實(shí)質(zhì)性的。 溫度控制: 典型的熱路徑在冷卻階段的注射成型是熱量從熱的聚合物進(jìn)行到相對(duì)較冷的模子,然后通過(guò)模具進(jìn)行冷卻線,這是遷移走的冷卻劑。最近的研究試圖動(dòng)態(tài)控制熱、流體性質(zhì)的熔體在成型周期。而動(dòng)態(tài)壓力控制已被證明可行[15]和被商業(yè)化,相對(duì)較慢熱防止類(lèi)似的漲幅瞬態(tài)熱管理。 冷卻階段的注塑周期并不適合多種原因影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量都經(jīng)濟(jì)學(xué)。物理過(guò)程決定了,模具溫度必須低于聚合物熱撓曲溫度,這樣剛性部分是驅(qū)逐。然而,冷模具溫度導(dǎo)熱聚合物熔體從熱到冷模在注射過(guò)程中造成皮膚的發(fā)展在外部的部分和傳播的冷凍層向核心的部分。這些凍層增加流動(dòng)阻力,使模具型腔難以填補(bǔ)。因?yàn)槔鋬鰧映掷m(xù)發(fā)展在注入和冷卻,他們“鎖定”不同程度的壓力和取向。這種變化在聚合物形態(tài)作為一個(gè)函數(shù)的厚度減少了光學(xué)、結(jié)構(gòu)、和其他部件的屬性(16 - 19)。 為了彌補(bǔ)的負(fù)面影響冷模具墻壁,制造商可能運(yùn)行在更高的模具模溫、高溫度、高熔體注射壓力、注射速度和更高(20、21)。另外,較低的粘度聚合物或更高的可能需要部分壁厚與成本和/或性能的缺點(diǎn)。所有這些選項(xiàng)產(chǎn)生負(fù)面影響的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。事實(shí)上,經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)程序規(guī)定在注射過(guò)程中較高的模溫(允許薄部分壁厚和較低的注射壓力),但降低模具溫度在冷卻(允許快速凝固)。 這個(gè)最優(yōu)模具溫度控制策略不可行鑒于目前控制策略和材料技術(shù)。模具的大小,加上其高的熱容和熱慣性,防止動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制的模具表面。這個(gè)聲明是基于客觀分析以及觀察之前的學(xué)術(shù)和工業(yè)[22- 34]。例如,詹森[35],陳[36],和其他研究人員利用一個(gè)熱電裝置在模具壁動(dòng)態(tài)加熱和冷卻部分模具。然而,時(shí)間響應(yīng)這些主動(dòng)控制元素速度相對(duì)較慢,在訂單的秒。同樣,有誘導(dǎo)能力有限大熱微分由于質(zhì)量和性能的模具。 替代人員(25、26、31、32]利用薄絕緣涂層表面的模具來(lái)延遲發(fā)作的凍結(jié)直到聚合物注入。這種涂料沒(méi)有提供足夠的耐久性,但類(lèi)似的技術(shù)被成功地利用金屬壓模生產(chǎn)的背后在光學(xué)媒體減少周期時(shí)間0.2秒。在一個(gè)更廣泛的范圍,模具插入與高導(dǎo)熱[27-29]被更頻繁地用來(lái)增加傳熱的速度在厚和/或熱節(jié)的部分。 如前所述,沒(méi)有熱電或其他熱致動(dòng)器的存在,將提供所需的瞬態(tài)模壁溫度控制。此外,其他被動(dòng)元素(如絕緣體和導(dǎo)體)只能延遲或增大熱流從聚合物熔體冷卻線。它是可以從這些先前的動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制策略已經(jīng)無(wú)法增加模制品的性能或降低生產(chǎn)成本。涂料和插入方法不采用主動(dòng)控制元素,已經(jīng)證明有效的和正在接受有些和滲透在成型行業(yè)。對(duì)于塑料行業(yè),任何成功的技術(shù)必須需要小額外的復(fù)雜性和成本而被足夠健壯的高批量生產(chǎn)。 當(dāng)前研究的目的是開(kāi)發(fā)一種新的、更能夠動(dòng)態(tài)控制方法的模壁溫度在整個(gè)注塑過(guò)程。由此產(chǎn)生的技術(shù)應(yīng)該使高模壁溫度在注射和包裝階段促進(jìn)聚合物流和均勻的部分屬性,然后誘導(dǎo)低模壁溫度促進(jìn)凝固的模制品。理想情況下,模壁溫度應(yīng)該等于熔體溫度在充填,但等于室溫冷卻過(guò)程。這種解耦的模具溫度在成型周期尚未實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)溫度控制將使三個(gè)主要的好處: 1。高質(zhì)量的零件。通過(guò)增加模具溫度在聚合物注入,開(kāi)發(fā)一個(gè)外層皮膚和凍層將是完全可以避免的。壓力和熱梯度在部分將被最小化,進(jìn)而減少雙折射、低殘余應(yīng)力等。 2。減少壁厚。通過(guò)維護(hù)一個(gè)高模具溫度在聚合物注入,流電導(dǎo)將大大增加。這將允許劇烈的壁厚減少或更少的蓋茨。 3。減少周期時(shí)間。通過(guò)減少模具壁溫度在冷卻階段,部分將更迅速凝固,導(dǎo)致顯著的生產(chǎn)力的提高。此外,較低的溫度會(huì)導(dǎo)致顯著的噴射成型后收縮從而減少少需要尺寸的變化。 當(dāng)前的方法包括三個(gè)簡(jiǎn)單概念圖6所示。首先,模具冷卻液保持在較低的溫度比通常與傳統(tǒng)注射成型是可行的。接下來(lái),一個(gè)重要的臨時(shí)過(guò)后瞬態(tài)是異形的模具鋼開(kāi)始前可使對(duì)流加熱的氣體注入一整個(gè)表面的模具根據(jù)已知的時(shí)間/溫度/流量剖面。最后,成型周期開(kāi)始與傳熱動(dòng)力學(xué)進(jìn)行“開(kāi)環(huán)”獲得所需的動(dòng)態(tài)模壁溫度行為作為時(shí)間的函數(shù)在成型周期。 圖6:動(dòng)態(tài)冷卻控制 這個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程概念利用現(xiàn)有實(shí)踐塑料產(chǎn)業(yè)的順利實(shí)施。例如,對(duì)流加熱的氣體有助于快速加熱的模具表面但需要?dú)怏w加熱的氣體通道退出。這些氣體通道已經(jīng)存在于通風(fēng)口的所有現(xiàn)有的注塑模具。另外一個(gè)例子,考慮所需能量移除熱量從模具——現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的冷卻劑管線和模具冷水機(jī)組是足夠的。因此,只有一個(gè)高溫、高壓氣體供應(yīng)是必要的,甚至這種類(lèi)型的輔助設(shè)備被用于氣體輔助注射成型。 因?yàn)閷?shí)驗(yàn)工作是不完整的,系統(tǒng)的方程(1),(3)已經(jīng)解決了與一個(gè)三對(duì)角解算器提供一個(gè)溫度剖面通過(guò)厚度的每個(gè)流元素對(duì)于每個(gè)時(shí)間步的流程解決方案。粘性流動(dòng)和傳熱分析因此耦合提供非等溫、非牛頓、可壓縮仿真的所有階段的注射成型工藝。這個(gè)過(guò)渡過(guò)程仿真將被用來(lái)分析傳統(tǒng)造型的1.2毫米厚的光盤(pán)在塑造整潔聚碳酸酯熔體溫度300 c和模具冷卻劑溫度100 c。擬議的過(guò)程也會(huì)建模與初始加熱模具表面溫度260 c和模具冷卻劑溫度0 c。其他重要的工藝參數(shù)如充填壓力、注射速度、模具開(kāi)放時(shí)間,和其他人一直保持不變的一面鏡子觀察生產(chǎn)光學(xué)媒體。 提供一個(gè)準(zhǔn)確的表示過(guò)程,二十成型周期進(jìn)行模擬,結(jié)果前面的熱循環(huán)是初始狀態(tài)到下一個(gè)循環(huán)。這將允許一個(gè)估計(jì)的溫度曲線在整個(gè)模具周期開(kāi)始的時(shí)候,如果模具一直在生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定狀態(tài)。 結(jié)果通過(guò)截面溫度分布的聚合物(陰影區(qū)域)和模具繪制重要時(shí)間事件圖7。跟蹤# 0表示初始溫度剖面的模具當(dāng)聚合物注入。在傳統(tǒng)的過(guò)程中,模具是在較低的溫度下在注射過(guò)程中,造成100 c微分之間的聚合物的皮膚和核心。在擬議的過(guò)程,一個(gè)熱瞬態(tài)啟動(dòng),提供一個(gè)高模具表面溫度。改變氣體溫度和時(shí)間曝光可以修改初始溫度分布在模具。 圖7:溫度通過(guò)截面部分&模具 隨后的溫度分布曲線代表每隔一秒鐘。這一點(diǎn)體現(xiàn)在這些圖表,傳統(tǒng)造型已經(jīng)完全反向溫度行為從什么是期望的。冷模具壁在注射過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致增加流動(dòng)阻力和減少部件的屬性而熱模具冷卻劑降低了傳熱在部分冷卻。減少模具冷卻劑溫度顯著增加了傳熱在冷卻但進(jìn)一步降低了模壁溫度在注入…這是必要的對(duì)于周期時(shí)間減少。擬議的過(guò)程提供了最小熱瞬態(tài)在注射過(guò)程中但仍允許快速的后續(xù)部分冷卻。 熱梯度圖7是至關(guān)重要的預(yù)測(cè)和控制其他過(guò)程動(dòng)力學(xué)和隨后的部分屬性。在注射過(guò)程中,例如,增加流電導(dǎo)是理想,以減少所需的注射壓力。這不僅使生產(chǎn)更大的部分給一個(gè)指定的設(shè)備能力,同時(shí)增加了均勻的部分屬性。鑒于流變和熱力性質(zhì)的聚碳酸酯,由此產(chǎn)生的壓力從中心到輪廓的邊緣是光盤(pán)如圖8所示。壓力分布的模具填充結(jié)束時(shí)表現(xiàn)為固體跟蹤。在填充、高流速和流動(dòng)阻力將引起嚴(yán)重的注射壓力填充模具型腔。圖8所示,傳統(tǒng)的成型需要大約19 Mpa壓力填充模具。擬議的過(guò)程使近等溫灌裝的模具與注射壓力下降到12 Mpa。這減少了注射壓力確實(shí)極大地?cái)U(kuò)大產(chǎn)品的可塑性,需要更少的能量,使成型制造更大的部分,并增加了部分質(zhì)量的均勻性。 圖8:徑向壓力等高線在光盤(pán) 一旦模具型腔充滿(mǎn)熔融聚合物,額外的融化是被迫進(jìn)入模具型腔在高壓力來(lái)補(bǔ)償體積收縮的凍層傳播走向的核心部分。制造光學(xué)媒體和鏡頭,準(zhǔn)確的表面復(fù)制和低雙折射是期望的。前者屬性需要高腔壓力而后者屬性要求均勻聚合物形態(tài)之間和通過(guò)部分。圖8所示通過(guò)虛線,包括傳統(tǒng)的造型和提議的過(guò)程提供非常均勻徑向腔壓力充填階段的開(kāi)始。 這個(gè)的意義和壓力所示的熱歷史Fig.7和8也可以看做是通過(guò)檢查輸出部件的屬性。作為一個(gè)例子,我們將考慮雙折射,由一種光學(xué)性質(zhì)的變化,迫使光旅行在兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同的速度而傳播通過(guò)光盤(pán)。與給定級(jí)別的聚碳酸酯,折射率是直接相關(guān)的特定卷模制品[37、38)。Fig.9顯示一個(gè)截面的特定卷寬,通過(guò)光盤(pán)在彈射?？v軸代表的徑向方向而橫坐標(biāo)代表了厚度方向擴(kuò)的光盤(pán)。圖表已經(jīng)設(shè)置為相同的規(guī)模和可能比較直接。在傳統(tǒng)的造型,一個(gè)顯著的凝固層的發(fā)展靠門(mén)的地方(中心部分)已凍在高注入和包裝壓力。腔壓力外半徑顯著較低的部分在包裝階段的結(jié)束和整個(gè)冷卻階段在這兩種情況下。 圖9:比容的橫截面的光盤(pán) Fig.9也顯示了潛在的質(zhì)量改進(jìn)應(yīng)該可控性的熱瞬態(tài)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槟＞呤窃诘葴貤l件下了,沒(méi)有凝固層發(fā)展到最后的包裝階段和空腔壓力是統(tǒng)一整個(gè)腔。這種均勻性將使以前未達(dá)到的表面復(fù)制、低雙折射、維度屬性。特定的體積幾乎是常數(shù)在半徑的光盤(pán)通過(guò)第一個(gè)30%的厚度,這是至關(guān)重要的領(lǐng)域,是后來(lái)metallicized和掃描。 結(jié)論: 本文討論了研究策略獲得可控性的注射成型工藝。上述過(guò)程是強(qiáng)有力的推動(dòng)者成型行業(yè)。Multicavity壓力控制使空間解耦增加自由度的數(shù)目,治理質(zhì)量屬性。動(dòng)態(tài)溫度控制使時(shí)間解耦的注入和凝固階段增加過(guò)程性能。因此,潛在的生產(chǎn)力和質(zhì)量的提高從這些流程是實(shí)質(zhì)性的。 這是我們的更廣泛的意圖提供堅(jiān)實(shí)的成功案例和正在進(jìn)行的研究在生產(chǎn)之前以激勵(lì)類(lèi)似項(xiàng)目外的聚合物加工。我們相信嚴(yán)格的設(shè)計(jì)方法是實(shí)現(xiàn)基于該基金會(huì)由美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì),盡管這種方法目前并不存在于實(shí)踐。這種方法是基于三個(gè)基本支柱: 1.建立量化的性能屬性與定義良好的關(guān)系對(duì)經(jīng)濟(jì)measurables…提供了基線合理化發(fā)展; 2.使用模擬和控制實(shí)驗(yàn)…調(diào)查理論可行性和建立績(jī)效目標(biāo); 3.結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法…提供強(qiáng)勁的制造過(guò)程的基于約束的管理。 這種制造工藝設(shè)計(jì)可以提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的突破。最近的研究在制造和設(shè)計(jì)已經(jīng)過(guò)于集中在魯棒性和一致性。作為行業(yè)繼續(xù)降低其研究重點(diǎn),這是學(xué)術(shù)界的責(zé)任和機(jī)會(huì)去冒更大的風(fēng)險(xiǎn)并從根本上提供新的加工技術(shù)。 致謝： 這個(gè)工作是由1992年到2002年期間通過(guò)(順序)通用電氣塑料,Dynisco儀器,斯坦福大學(xué)集成制造協(xié)會(huì),夏威夷科納公司,美國(guó)能源部創(chuàng)新過(guò)程計(jì)劃,國(guó)家科學(xué)基金會(huì)部門(mén)設(shè)計(jì)、制造、和工業(yè)創(chuàng)新,惠普公司,和美國(guó)辦公室的海軍研究。 :附錄2： 外文原文