电加热方式的快速热循环注塑模具及装置设计开题报告

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1、开题报告电加热方式的快速热循环注塑模具及装置设计1选题的背景、意义模具工业在我国占有着重要的地位，早在1989年3月，国务院颁布的《关于当前产业政策要点的决定》，就把模具列为机械工业技术改造序列的第一位，1997年和2000年国家计委发布的《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》以及1997年7月科技部发布的《当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南（目录）》，模具及与模具有关的多项高新技术及设备均被列入其中。在“十一五”期间，又相继出台了多项政策法规，支持模具工业的发展。如《国务院关于加快振兴装备

2、制造业的若干意见》（国发（2006）8号文件）建立了中小模具企业发展的专项基金制度，《关于提高部分机电产品出口退税率的通知》（财税（2008）177号文件）制定了有利于模具产业持续发展的税收政策。注塑模在塑料模具中用量最大，涉及面广，约占整个塑料成型模具的60%[1]。注塑成型技术具有生产效率高、成本低、产品多样化等特点,是塑料制品的主要成型方法之一。然而，随着家电、通讯、电子、汽车、光电等行业的迅速发展，人们对塑料制品提出了壁厚更薄、结构更复杂、表面更美观、强度更高等方面的要求，传统注塑成型技术已经很难满足

3、这种发展的需求。快速热循环注塑工艺(RapidHeatCycleMolding,RHCM)[2]，又称高光无熔痕技术，是一种无熔痕、高光洁度的塑料成型技术，能够取消喷涂工艺，降低生产成本，减少环境污染，提高产品品质，其生产的塑件课直接进入产品装配阶段，显著缩短了塑件的生产流程，是一种前景广阔的绿色注塑工艺。快速热循环注塑工艺(RapidHeatCycleMolding,RHCM)采取动态模温控制方法，在加热阶段加热模具表面到很高的温度，使得熔体可以在高模温下充模，从而提高熔体的充模能力和流动能力；在冷却阶段采

4、用低温冷却介质快速冷却塑件，以缩短成型周期。利用该技术，可在保证生产效率的前提下，生产外观优越的塑料制品，例如：无熔接痕、无流痕、高光泽度等。此外，快速热循环注塑技术还可应用于薄壁件和具有微结构的塑料制件的成型[3]。2相关研究的最新成果及动态快速热循环注塑成型技术，又称高光无熔痕注塑技术，是一种无熔痕、高光洁度的绿色注塑成型新工艺，是当前注塑成型技术中研究开发的前沿问题。国内外众多研究者及企业针对其中的关键技术与工艺、关键装备及控制系统等进行了较深入的研究与开发。常见的注塑成型工艺过程可分为模具闭合、注塑装

5、置前移、注射充模、保压预塑、注射装置后退、开模顶出、取件等7个阶段，其工艺循环过程如图1所示。图1常规注塑成型循环示意图快速热循环注塑的工艺过程与常规注塑基本一致，所不同的是增加了模具加热和冷却两个工作过程，如图2所示。从图2中可以看出，根据模具温度的变化情况，可将整个注塑过程分为加热、高温保持、冷却和低温保持等4个工作阶段。另外，模具加热可以与开模取件、合模等工艺过程并行，从而可以减少模具升温对注塑成型周期的影响[4]。图2快速热循环注塑成型示意图从图2可见，动态模温控制是快速热循环注塑工艺的关键技术。在快

6、速热循环注塑过程中，模具必须快速地加热或冷却到注塑周期中指定的温度。温度及其在型腔表面分布的一致性将严重影响生产效率和零件的质量，如果加热或冷却后型腔表面的温度低或者分布不均匀就容易产生熔接痕、流痕。因此对型腔表面的温度要求非常严格以获得高品质的塑料制品。模具型腔表面的温度分布要尽可能一致，加热时间必须足够短，以确保生产效率。模具的快速冷却一般可以利用高速流动的低温冷却介质将热量带走，或直接采用自然空冷的方法也可满足工艺要求。因此，在现有的研究开发中，较多地集中在模具的快速加热方法上。模具的快速加热则有很多方

7、式，例如蒸汽加热、电加热、电磁感应加热、红外加热、热传导加热等[5]。但总的来说，可以将其分为内部加热和外部加热两大类。目前，国内外对快速热循环注塑工艺(RapidHeatCycleMolding,RHCM)这项技术研究甚少。近两年，日本富士、韩国三星和LG、荷兰飞利浦和美国GE相继推出了该项技术。在我国，海信集团自主开发了该项技术，并成功应用于大型液晶平板电视机面板[6]的注塑生产，并建成了注塑生产线，得到了很好的应用。该新工艺的关键技术主要包括材料、工艺、模具和控制系统，其中模具表面温度的动态控制是高光无

8、熔痕注塑工艺的关键技术之一。Yao[7,8,9]等提出了一种利用感应加热实现模温动态控制的方法，并通过实验和模拟的方法研究了模腔表面温度的响应速度及均匀性。。Chen[10]等主要研究了感应加热下模具表面温度的稳定性问题,并研究了动态模温控制对于制件品质的影响。Jansen等[11]分别提出并设计了一种具有加热层和绝热层的注塑模具，利用加热层良好的导热性和绝热层的热绝缘作用，实现模具型腔表面的快速升