论文部分内容阅读
随着塑料产品在工业以及日常生活中的应用日趋普遍,作为塑料成型主要成型方法的注塑成型技术日益显示出其巨大的优越性和发展潜力,高分子材料因其质量轻、比强度高、加工成本较低以及便于批量生产等特点也在各行各业扮演着越来越重要的角色。玻纤增强型PC具有良好的机械性能,被广泛应用于农业机械设备。但由于熔体粘度较大,流动性差,充填困难,容易引起短射、翘曲以及制品应力开裂等缺陷。本文在分析了模具技术研究现状以及注塑成型工艺的基础上,提出在注塑成型过程中借助超声波对熔体的场能作用,来研究超声波是否有利于改善玻纤增强型PC的充模流动性,是否能提高成型后塑件的在熔体流动方向上的玻纤取向性、拉伸强度以及超声波的空化效应是否会降低塑料的玻璃化转变温度。基于对注塑成型过程特点和超声波振动理论的分析,以熔体流动方向上压力损失较大且扁平较薄的伞钩形塑件为对象,结合CAE技术设计模具的浇注系统、模具温度调节系统并最终完成带有超声波辅助的模具系统总装结构的设计并加工;以正交实验、单因素影响实验与模流分析相结合的方式得到最佳注塑成型工艺参数;然后在注塑机上控制注射压力以实现熔体短射的方法分别在未施加和施加不同功率超声波的作用下进行注塑成型实验并对成型塑件进行采样;通过对比测量未施加和施加超声波作用下成型塑件的质量发现施加超声波作用的塑件质量均大于未施加超声波成型塑件的质量,且超声波输出功率越高,质量越大,表明超声波有利于改善玻纤增强型PC的充模流动性,提高型腔填充率;用3D激光扫描显微镜对塑件芯层3个位置进行观察拍摄发现,施加超声波成型的塑件相比未施加超声波成型的塑件芯层玻纤沿熔体流动方向的取向性更好,说明超声波有利于改善熔体的玻纤取向性;在万能材料试验机上测试未施加和施加超声波作用成型塑件在熔体流动方向上的拉伸强度发现,施加超声波成型的塑件在流动方向上的拉伸强度比未施加超声波成型的塑件有所提高,猜测认为是超声波改善了塑件中玻纤沿熔体流动方向的取向性,才使得塑件力学性能有所提升;用差示扫描量热法进行热分析发现施加超声波成型塑件相比未施加超声波成型塑件的玻璃化温度有所下降,但幅度很小。