超声塑化生热及其参数对温度特性的影响.pdf

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1、塑料工业第4l卷第4期CHINAPLASⅡCSINDUSTRY2013年4月超声塑化生热及其参数对温度特性的影响木刘小超，蒋炳炎，彭华建，胡伟平，李林(中南大学机电工程学院高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083)摘要：超声熔融塑化注射成型是一种新型的聚合物塑化方式，而聚合物超声熔融塑化过程中温度场分布、超声波频率和振幅对聚合物塑化的影响规律等问题有待进一步的研究。本文针对这些问题，通过仿真计算、实验验证的方法，研究了超声工具头端面和外圆柱面振动对聚合物的熔融塑化效果和不同超声波参数对聚合物的熔融塑化的影响。结果表明：熔池从工具头端面中心部位开始形成，并向轴向

2、和径向扩展；工具头轴向振动的塑化作用为聚合物熔融塑化的主要能量来源，其效果远远大于径向振动的塑化作用；超声波振幅对聚合物的塑化效率比超声波频率影响更大。关键词：聚合物；超声；塑化；生热；仿真DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2013．04．014中图分类号：TQ320．662文献标识码：A文章编号：1005—5770(2013)04—0052—05StudyonHeatGenerationofUltrasonicPlasticizationandtheEfI．ectOfParametersontheTemperatureCharacteristi

3、csLIUXiao—chao，JIANGBing—yan，PENGHua-jian，HUWei—ping，LILin(StateKeyLaboratoryforHighPerformanceandComplexManufacturing，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：Theultrasonicplasticizationwasanewmethodforpolymerplasticization．Butthereweremanyproblemssuchasthepolymertemperature

4、distribution，ultrasoundparameters(suchas~equency，amplitude)whichweretheinfluencingfactorsinpolymerplasticization．Simulationresearchwasimplementedtostudytheprocessofpolymerultrasonicplasticization，meltingplasticizationeffectandeffectsofvariousultrasonicfactorsonpolymermeltingplasticizatio

5、n．Theresultsdemonstratedthattheeffectoftheportraitvibrationofultrasonichornonthepolymerplasticizationwasgreaterthanthatofthetransversevibration，whichmeanttheprimaryenergysourceofpolymermeltingplasticizationwastheportraitvibration．Themeltingpoolwasfirstlyformedandexpandeddeepintothemateri

6、al，comparedwiththeultrasonic~equency，ultrasonicvibrationamplitudecontributedmoretopolymerheatgeneration．Keywords：Polymer；Ultrasound；Plasticization；HeatGeneration；Simulation目前大多数注塑机采用螺杆式熔融塑化聚合物，最终使聚合物熔融塑化的过程；超声波辅助聚合物成而对于微塑件来说，一次注射量很小¨，聚合物颗型是指在挤出口模、注射模具、流道等处引入超声振粒重量甚至大于制件重量，传统的螺杆塑化存在小螺动，利用

7、超声波的空化效应起到提高聚合物流变性杆制造困难、螺杆过小导致难以塑化聚合物颗粒、主能、改善结晶性能等良好作用。流道废料严重等问题，严重阻碍了微制件的成型在超声波辅助聚合物成型方面，四川大学和成本的降低。Peng_3等研究了超声波对聚合物降解过程的影响，超声波因其低能耗、清洁、高效等特点，近几年表面超声波能减小聚合物熔体的摩尔质量，使结晶温受到了人们的广泛关注。在聚合物加工领域，人们主度升高，并能降低熔体表观黏度，导致拉伸强度下要在超声波熔融塑化和超声波辅助聚合物成型两个方降。华南理工大学的Zhou等H将超声波引入到聚合面从事了相关研究。超