基于数值模拟的顺序共注射研究

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1、西华大学硕士学位论文基于数值模拟的顺序共注射研究材料加工工程研究生王涛指导教师傅建顺序共注射是指依次将不同材料的聚合物熔体注入模腔，使熔体以多相分层流动形式充填模腔并固化，从而最终获得具有复合性质产品的一种模塑技术。先注入的熔体通常形成塑件的壳层，而后注入的熔体通常形成塑件的芯层。作为一种新型的注射成型技术，如何避免芯层熔体前缘冲破现象的出现，同时获得具有较大芯层熔体填充的制品，对于它的实际应用和理论研究具有极为重要的意义。然而，以往的研究无法为这一特殊的成型技术提供全面、快速的工程分析结果；缺乏系统理论为产品结构的优化、最小壳层预填充量的预测等提供参考依据。本论文以

2、MPI为实验平台，探讨了熔体假塑性对芯层熔体冲破趋势的影响，并在此基础上研究了矩形板制品的长宽尺寸比对芯层熔体冲破趋势的影响，建立了衡量芯层熔体冲破趋势及预测最小壳层预填充量的数学方程。之后对顺序注射成型过程进行可视化动态模拟分析，在手推式剪草机基座外壳的顺序共注射中检验了提出方程的正确性并进一步提出了对方程误差的修正方法。研究结果表明：(1)在不同注射速率下，芯／壳层熔体粘度比变化是影响芯层熔体前沿冲破的主要因素；而粘度比变化与注射熔体的假塑性和熔体流动的剪切状态有关。随芯层熔体注射速率的增加，如果芯层熔体的假塑性小于(或等于、大于)壳层熔体，则芯层熔体前沿冲破趋势

3、减小(或基本不变、增大)；随壳层熔体注射速率增加，无论芯层熔体的假塑性是否小于(或等于、大于)壳层熔体，其前沿冲破趋势均减小。(2)利用文中建立的衡量芯层熔体冲破趋势数学方程所得的计算值与数值模拟实验所得值的吻合程度较高；物料组合及工艺条件固定时，随制品长宽尺两华大学硕士学位论文寸比的改变，芯层熔体前沿对壳层熔体的刮带作用及其受到的空间位阻、壳层熔体阻力发生改变，从而导致芯层熔体平均推进速度发生改变，这是制品长宽尺寸比影响芯层熔体前沿冲破趋势的主要原因。(3)文中建立的预测最小壳层预填充量的数学方程有一定的合理性；芯／壳层熔体粘度比R较小时，该数学方程的计算值比之实际

4、值偏大，反之则偏小；因物料组合的不同，芯层熔体前沿的形貌可随芯层熔体推进距离的增大而逐渐变的尖凸或平坦，这导致芯层熔体平均推进速度变大或变小，并进一步使得计算值的误差偏小或偏大。(4)对于手推式剪草机基座外壳这一产品而言，本文提出的预测最小壳层熔体预填充量方程的误差绝对值偏大，但可通过逐步收敛的方法减小该误差；在成型该制品的过程中，芯层熔体冲破趋势越大，则芯层熔体分布越均匀，芯层熔体穿透深度越大。关键词：顺序共注射，前沿冲破，长宽尺寸比，预填充量，数值模拟TheResearchofSequentialCo-·injectionMoldingBasedonNumeric

5、alSimulationMaterialProcessingEngineeringCandidate：WangTaoSupervisor：FuJiansequentialCO_injectionmoldingisatechnologytoproduceplasticspaninthatthedifferentmeltsaresequentiallyinjectedintothecavityandamulti．1averproductthatcontainscomplexcharacterisobtainedafterthemeltisfreezing．Usually，

6、themeltfirstlyinjectedistheskinlayerofthepartandthemeltsecondlvinjected1sthecorelayer．Asanewinjectionmoldingtechnology,avoidingthecoremeltbreakthroughandobtainingmorecoremeltintheproductarequitesign墒calltfortheoreticstudyandpracticalapplicationofsequentialCO．injectionmolding．However,the

7、investigationsdealingwithCO．injectionmoldingwhichwerepublishedinthepastthreedecadescouldnotprovidecomprehensiveengineering’analysisresultsandsystemtheorieshowtooptimizetheproductconfigurationandhowtocalculatetheminimumvolumeofskinmeltprefilled．BytheMPIsoftware，theeffectofpseudo