等流体在注塑上的应用

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1、附件11外文资料翻译学生姓名：陈卫国专业班级：材料成型1102指导教师：李丽河北工程大学机电学院年月22在超临界流体和压模的帮助下对注射成型塑料齿轮精度的研究JaeD.Yoon机械工程学系，延世大学，汉城，韩国SungW.Cha机械工程学院，延世大学，汉城，韩国TaeH.Chong机械工程学院，汉阳大学，汉城，韩国YoungW.Ha机械设计工程系，汉阳大学，汉城，韩国塑料齿轮相对于钢齿轮更轻、噪音更少，而且很容易通过注射成型过程加工成各种形式。出于这个原因，塑料齿轮被广泛应用于工业。对于齿轮材料和塑料齿轮耐

2、久度及更广泛应用的加工方法进行了大量研究。在这篇文章中，重点是加工方式结合注射成型工艺制造塑料齿轮。影响塑料齿轮耐久度的最大因素是其精度。不像钢齿轮，塑料齿轮的尺寸在成型时会有相当大的变化，这是由于注射成型过程中和模具结构的某些条件。这里的尺寸变量的主要原因是塑料的高粘度和树脂的收缩率。在我们的研究中，超临界流体被用来降低塑料的粘度，压模被用来控制树脂的收缩率。因此，生产的提高，更高精度的塑胶齿轮已经实现。关键词：注射成型塑料齿轮；压模；超临界流体；粘度1.简介相比钢齿轮，塑料齿轮有许多优点，因为塑料齿轮更

3、轻、噪音更少、更容易批量生产。因此，塑料齿轮广泛应用于工业。塑料齿轮使用的材料是POM（聚甲醛），PC（聚碳酸酯）和PA（聚酰胺）。PA因为其高强度是应用最多的材料。然而，因为PA相对于聚甲醛相当昂贵且更难成型，在PA齿轮的水平上需要很大的努力提高注射成型聚甲醛齿轮的性能。此外，制造精确注塑件的努力和研究正在进行。根据赵等理论，当加入2%PC(聚碳酸酯),LCP（液晶聚合物）显示了更好的流动性和精确度。黄展示了聚合物中加入纳米陶瓷从而改善精度和耐磨损。微孔发泡工艺是由麻省理工学院研究人员在20世纪80年代开

4、发。这是通过移除塑料矩阵中的微孔降低产品质量的一种塑料发泡方法。虽然它最初设计批量处理，现在可用于注射成型过程。许多研究者指出当流动气体如二氧化碳或氮气在超临界阶段注射到注塑机筒时塑料的粘度降低。传统上，作准确的塑料齿轮是一个艰巨的任务，因为根据塑料在模具中冷却的压力，塑料在熔融状态有很高粘度和不规则收缩，约2%。一般来说，高收缩发生在焊地区，低收缩发生在浇口附近。这问题通过加入超临界流体增加流动能力已经解决，如在微孔成型工艺中。然而，用这方法形成塑料齿轮是不合适的，因为微孔在齿轮里形成降低了抗拉强度。因此

5、，为了制造精确塑料齿轮，需要一种新技术既能抑制微孔的核又能降低粘度。22图1.浓度关于温度和压力的函数曲线一种新的注射成型过程，被设计抑制微孔核的压模会在文章中提出。当塑料或者气体解决方案热力学不稳定时微孔核会产生。在微孔注射成型工艺中，超临界流体（SCF）注入进汽缸中的熔融聚合物，数量小于或者等于其溶解度限制，然后通过注射成型机螺杆搅拌直到溶解均匀做好注射准备。这种单相溶液然后注入到模具并冷却成形。在注射过程中，由于从气缸到模具的压力变化塔经历了热力学变化。当注射进入模具时溶解的超临界流体成核并且在模具压

6、力足够溶解超临界流体时被抑制。传统的模具内的压力通常等于大气压力，但在文章中展现的压模改变了压力。通过证监会和压模成型工艺，制造的齿轮尺寸精度已调查且在这篇文章中呗描述。1.微孔发泡工艺与压模1.1.微孔发泡工艺麻省理工学院研究者在20世纪80年代开发的微孔发泡工艺是一项在塑料中制造微孔的技术。不像现有的发泡技术，它在超临界流体状态使用如二氧化碳和氮气的惰性气体，发泡孔大小在10微米左右或更小。如图1所示，当压力减小或者当温度升高溶解度降低时，塑料内溶解的气体变成饱和状态，在塑料矩阵中成核并结束发泡过程。相

7、同的现象发生在当盖子打开溶解在汽水中的二氧化碳跑出。结合微孔发泡和注射成型的方法如图2所示。惰性气体如二氧化碳或者氮气在超临界流体状态下注入机筒内的熔融聚合物中，然后通过在注射成型机筒内特别设计的螺杆将聚合物和超临界流体混合。一旦这些材料混合成一相溶液，它注入模具并冷却至模具的形状。微孔成核发生是因为当溶液注入时从高压到低压（大气压）有一个热力学变化。当聚合物冷却成核孔长大并填满整个型腔，从而结束了一个周期。微孔发泡零件从超临界流体到聚合物的注射中获得优势因为它作为增塑剂的作用：熔融聚合物的粘度降低，使平滑

8、易流动并在齿轮的制造中得到更高精度。22图2.注塑机微孔发泡原理图1.1.压模中的微孔工艺微孔发泡技术有许多优点，但其应用有一些困难，耐久度是关键，如塑料齿轮的例子上。塑料中微孔的存在降低了拉伸强度；结果齿形轮廓很容易破坏。使用压模的微孔工艺能够使惰性气体作为增塑剂使用。图3模具的压力示意图在加压模具中伴随着成核的消除，齿轮保持着预期的性能在成型过程中。图3为加压模具的微细胞提供了轮廓。在塑料或超临界溶液注射之前