微孔发泡注塑成型制品的表面缺陷是制约微孔发泡注塑成型技术应用范围的主要瓶颈。根据前人的研究结果,微孔发泡注塑成型制品的表面缺陷大致分为两大类:一类是尺寸较大的表面缺陷如表面气泡、表面吹破;另一类是尺寸较小的表面缺陷如银纹、涡流痕。已有研究表明,寸尺较大的表面缺陷的形成原因为工艺设计不当或模具结构设计不科学造成,可以通过调节工艺设置及改善模具结构设计进行消除。而尺寸较小的表面缺陷,即银纹与涡流痕,则很难通过工艺调节、改善模具设计等方法来完全消除。学者们对银纹与涡流痕做了大量的研究,结合新型工艺如气体保压法、快速热循环模具法,提出了很多改善制品表面质量的方法。然而目前尚无明确研究表明微孔发泡注塑成型制品表面缺陷的控制机理。根据表面缺陷是气泡在制品表面形变破裂后留下的痕迹的事实,对微孔在制品表面的破裂行为是本文研究的重点。同时,考虑到剪切流场会导致微孔的形变及破裂,在泡孔成核长大过程中考虑动态条件下剪切流场的作用也显得十分必要。通常在填充过程中,注塑流场中剪切应力随着时间的增长逐渐降低,聚合物熔体的粘度随着时间的增长而增大。结合泡孔破裂的数学模型,在聚合物熔体刚填充型腔时,泡孔具有最大的破裂条件。因此本文着重分析了填充过程中流动前沿聚合物熔体内壁面泡孔的破裂情况。首先,本文基于Taylor泡孔形变理论,建立了泡孔在制品表面破裂的数学模型。以有限元仿真模拟作为工具,通过设计正交实验,分析了填充过程中工艺参数对流动前沿剪切流场的影响,并以MATLAB作为计算工具,计算得到不同流场下泡孔临界破裂尺寸。这将为分析泡孔破裂情况以及剪切流场与表面质量之间的关系奠定理论基础。然后,以粗糙度表征制品的表面质量,对制品表面粗糙度进行测量。再根据正交实验设计及已经计算获得的泡孔临界破裂尺寸,分析了工艺参数对表面粗糙度的影响以及表面粗糙度与泡孔临界破裂尺寸的关系。结果表明,泡孔在制品表面的临界破裂半径与表面粗糙度处于同一数量级,并且两者在一定程度上呈现正相关关系。因此,结合前面对剪切流场以及泡孔临界破裂尺寸分析,建立了成型工艺参数、泡孔在制品表面的破裂情况以及表面质量三者之间的关系。最后,总结以上研究成果可以得出,改善微孔发泡注塑成型制品表面质量可以从两方面入手:一方面是通过控制泡孔在壁面处的长大条件、缩短泡孔长大时间等减小壁面处泡孔尺寸,从而达到提高降低表面粗糙度,提高表面质量的效果;另一方面是通过工艺控制气泡长大过程中的动态环境,使得壁面气泡在流场中更容易破裂为尺寸更小的泡孔,从而提高制品的表面质量。该理论基础也良好地说明了GCP、RHCM等改善微孔发泡质量表面方法的科学性和可行性。