微圆柱阵列注射成型数值模拟及正交优化.pdf

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1、第44卷，第11期工程塑料应用Vol.44，No.11672016年11月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONNov.2016doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2016.11.015微圆柱阵列注射成型数值模拟及正交优化陈泽中，陈晨(上海理工大学材料科学与工程学院，上海200093)摘要：针对微圆柱阵列的注射成型过程进行数值模拟研究，比较了不同原料聚丙烯(PP)、聚甲醛(POM)、丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)的成型工艺，并利用正交试验就微注射成型过程中

2、影响熔体填充效果的主要工艺参数如模具温度、熔体温度和注射时间进行了模拟。运用极差分析法和方差分析法对熔体填充率进行分析。结果表明，对于PP而言，填充时间对其填充率的影响占主导地位，而对于POM与ABS，模具温度的影响相对更大。模具温度、熔体温度越高，注射时间越短，塑件填充效果越好。综合考虑，三种聚合物材料对微圆柱阵列填充效果适应性为：PP＞ABS＞POM。关键词：微圆柱阵列；数值模拟；正交优化；填充率中图分类号：TQ320.66文献标识码：A文章编号：1001-3539(2016)11-0067-04In

3、jectionMoldingNumericalSimulationandOrthogonalOptimizationforMicroColumnArrayChenZezhong，ChenChen(SchoolofMaterialScienceandEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Numericalsimulationforformingprocessofmicroco

4、lumnarraywasstudied.Theformingprocessesofdifferentinjectionmaterialssuchaspolypropylene(PP)，polyformaldehyde(POM)，ABSwerecompared.Themainprocessparametersinfluencingthemicro-partsqualityincludedmoldtemperature，melttemperatureandfillingtimewassimulatedbyor

5、thogonalexperiments.Basedontherangeanalysisandvarianceanalysis，thesimulationresultsofthefillingratiowereanalyzed.Theresultsshowedthat，forPP，thefillingtimehadthegreatestinfluenceonfillingratio，asforPOMandABS，themoldtemperaturehadarelativelyhigherinfluence.Thehi

6、gherthemoldtemperatureandtheinjectiontemperature，thelowertheinjectiontime，resultedinthebetterfillingratio.Comprehensiveconsideration，theavailabilityofpolymermaterialonthemicrocolumnarraywasasfollows：PP＞ABS＞POM.Keywords：microcolumnarray；numericalsimulation；

7、orthogonaloptimization；fillingratio随着微型件在微机电系统中应用越来越普遍，工艺参数，发现只有模具温度比成型材料的玻璃化人们对其成型工艺提出了更高的要求。运用硅基材转变温度高出30～40℃时制品才能有良好的填充料或传统的微细加工方法成型微型件，已经很难满效果。[1–2]足人们的期望。而微注塑作为近十几年来兴起用于微注射成型的聚合物材料要具有玻璃化的微型制品成型工艺，具有如下优势：尺寸和形状转变温度低、黏度低、力学性能高、热稳定性能好等适应性好，成型精度高，可连续化批量生产，

8、加工成[10]特点。ShenYK等利用计算机模拟，选取了聚丙本低，加工效率高等，因此，对于微注塑的研究得到烯(PP)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、尼龙(PA)、[3–7]了人们越来越多的关注。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚苯乙烯(PS)这几微注射成型工艺作为微注塑技术的主要研究种微注塑原料，发现PP最适合用来成型微齿轮，而内容之一，能很好地为提高成型质量提供技术参考PMMA最适合成型带有微穴结构的零件。PP，丙和支持