HDPE厚壁制品收缩及缺陷形成分析.pdf

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1、陈志，等：HDPE厚壁制品收缩及缺陷形成分析33HDPE厚壁制品收缩及缺陷形成分析水陈志钱欣金杨福陈冰冰高增梁(浙江工业大学化学材料学院，杭州310014)(浙江工业大学机械学院，杭州310014)摘要利用Moldflow3D网格模型，对边长为30mm的高密度聚乙烯(HDPE)立方体进行填充保压分析，分别模拟分析了模温、保压时间、熔体温度和保压压力对厚壁制品体积收缩率的影响。结果表明，模温和保压时间对其体积收缩率影响最为显著。根据模温对厚壁制品体积收缩率的影响及厚壁制品表面凹陷和内部缩孔的形成机理，将注射成型的HDPE立方体置于3种不同的冷却环境中，发现凹陷和缩孔

2、的形成情况与理论预期结果一致，当冷却环境温度为120℃时，缩孔消失。关键词Moldflow厚壁制品体积收缩率凹陷缩孔随着科学技术的发展，注射成型厚壁制品的应从图l可以看出，制品表层体积收缩率受模温用不断增加，但厚壁制品收缩率较大，易导致表面凹影响较大，而离表面距离6mm以后的芯层体积收陷和内部缩孔等缺陷的产生¨J。笔者模拟分析了缩率受模温影响很小。模温的高低直接影响制品各注射成型条件对高密度聚乙烯(HDPE)厚壁制品收厚层冷却速率的大小，表层与模壁紧密接触，热阻较缩的影响，并通过实验对HDPE厚壁制品产生内部小，热量传递很快，所以表层冷却速率的大小对模温缩孔的冷却

3、条件进行研究，为HDPE厚壁制品的成的变化更敏感，较高的模温导致表层冷却速率明显型控制提供参考。减小，结晶度较大，体积收缩率增大。而随着厚层的1成型条件对HDPE厚壁制品模内收缩影响的模增加，塑料形成的热阻大幅度增加，芯层熔体的热量拟分析向外传递的效率减小，冷却速率变缓慢，体积收缩率1．1模拟条件较大L2]，而且模温与熔体温度形成的温度梯度效应模拟软件：AutodeskMoldflowInsight2010，美国相对于较厚的塑料层形成的热阻显得很微弱，所以欧特克公司；模温对制品芯层体积收缩率的影响较小。HDPE：12450N：美国DOW化学公司；综上所述，模温越高

4、，厚壁制品表层体积收缩率制品：尺寸为30mm×30mm×30mm，浇口位越大，而芯层体积收缩率受模温影响不大，从而导致于面中心位置，采用实体3D网格，网格数为157813表层与芯层体积收缩率差异缩小，收缩趋向一致，制个。品内部缩孔将减小甚至消失。1．2结果与分析(2)保压时间对体积收缩率的影响(1)模温对厚壁制品体积收缩率的影响保持模温为90℃、熔体温度为200~C、注塑压力保持熔体温度为200℃、保压时间为100S、注为100MPa、保压压力为注塑压力的80％，分别分析塑压力为100MPa、保压压力为注塑压力的80％，分保压时间为100、200S和300S时制品

5、的体积收缩析模温为60、90~C和120~C时制品的体积收缩情况。情况。图2示出保压时间对制品各厚层体积收缩率图1示出模温对制品各厚层体积收缩率的影响。的影响。由图2可以看出，保压时间越长，各厚层体积收缩率越小，且芯层的降幅较大。这是因为随着保压＼瓣时间的延长，在浇口尚未封闭的时候，会有更多的熔婚体从浇口进入模腔，填补了因冷却收缩的部分体积，基使得制品内部较为密实，体积收缩率明显下降。但是在浇口封闭后，保压时间的延长对体积收缩率则●—蜘℃；▲—-9O℃；_一120℃浙江省科技厅重大专项资助项目(2008C01047—3)图1模温对制品各厚层体积收缩率的影响收稿日期

6、：201O—O1·0334工程塑料应用2010年，第38卷，第4期＼＼{；}L褂婚婚蛙世▲一儿JUs；●—200s；■—00s一一lL’U％；●—U％；▲---60％图2保压时间对制品各厚层体积收缩率的影响图4保压压力对制品各厚层体积收缩率的影响没有影响。所以，保压时间越长，厚壁制品芯层体积范围。当保压压力为注塑压力的60％时，体积收缩收缩率大幅减小，而表层体积收缩率几乎不变，即表率相对较小。保压压力对体积收缩率的影响主要在层与芯层体积收缩率差异随着保压时间的延长而减浇口封闭之前，此时保压压力越高，会使得聚合物聚小，内部缩孔减小甚至消失。集得越密实，体积收缩率越小

7、。而浇口封闭之后保(3)熔体温度对厚壁制品体积收缩率的影响压压力对制品体积收缩率影响不大。保持模温为90c【=、保压时间为300s、注塑压力2HDPE厚壁制品收缩缺陷的分析为100MPa、保压压力为注塑压力的80％，分析熔体2．1厚壁制品收缩缺陷的形成机理温度为180、190℃和200℃时制品的体积收缩情况。凹陷和缩孔是厚壁注塑制品冷凝过程中由于体图3示出熔体温度对制品各厚层体积收缩率的影积收缩形成的两种缺陷。凹陷是制品产生的整体向响。芯收缩，体积收缩反映在制品表面；缩孔则将形成的体积收缩以在制品内部成孔的形式反映。凹陷影响．20制品的表观性能，而缩孔则影响制品的

8、力学性能。