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为助力制造强国、碳达峰与碳中和战略,一体式成型是高分子制造今后发展的一个方向。双料成型技术与其他成型方法相比,将不同材料的多个零件一体式成型,产品能够实现更多可能,避免了装配连接。因此,双料成型具有附加值大,能源效益高等优点。但双料成型在一体式制造的过程中,不同高聚物熔体间的相互作用会影响装配的连接质量,加剧产品的综合缺陷。有必要对双料塑件连接质量的控制和工艺参数的多目标优化进行研究。将双料塑件的连接特性和多目标优化的结果用于指导具体双料注塑件的综合质量改善。为研究双料成型连接质量和翘曲变形缺陷的优化问题,本文选择大型薄壁类产品(双料汽车导风件)为原型进行数值仿真。首先介绍了双料成型和单料成型中高聚物流变学特性的异同,通过Moldflow建立了导风件双料成型的仿真模型。然后,采用六因数五水平的正交试验法对导风件的连接质量和翘曲变形进行显著性分析。针对同时影响导风件连接质量和翘曲变形的工艺参数,使用BP神经网络构建工艺参数和两个质量缺陷间的非线性映射关系。通过粒子群算法(PSO)寻找BP预测模型的最小质量缺陷。最后,设计制造了双料汽车导风件模具,通过Moldflow仿真和工程测试对优化结果和表征进行验证。优化后工艺参数生产的产品符合企业规定要求,并用到了实际大批量生产中。本论文主要内容和结论如下:(1)在Moldflow中通过连接结构和材料种类对导风件的连接质量进行了改善,生产验证结果显示导风件连接处依然有脱胶现象。对仿真结果进行分析发现第二射熔体在连接处的流动前沿温差过大(19.6℃)。通过工艺参数对第二射熔体连接处流动前沿温差进行优化(4.3℃),工程测试结果显示导风件连接处力学性能的均匀性得到了明显改善。仿真和试验结果表明:随着熔体第二射连接处流动前沿温差的减小,导风件连接处力学性能的均匀性逐渐提高,双料成型中连接质量的均匀性可以使用第二射熔体连接处的流动前沿温差进行表征。(2)采用正交试验法,获得了对导风件连接质量和翘曲变形同时影响显著的六个工艺参数(第二射成型的模具温度、熔体温度、注射时间、保压压力、保压时间、冷却时间)。通过BP神经网络结合粒子群(BP-PSO)算法对这六个工艺参数进行优化,在Moldflow中进行仿真验证。其中,翘曲变形量的BP-PSO预测值和Moldflow模拟值的误差为2%,第二射连接处流动前沿温差的BP-PSO预测值与Moldflow模拟值的误差为0.5℃,说明BP-PSO算法对双料成型多目标的优化结果有较高的精度。最优工艺参数组合为第一射模具温度20℃、熔体温度190℃、注射时间0.26s、保压时间7s、保压压力为100%的充填压力、冷却时间4s;第二射模具温度52.63598℃、熔体温度190℃、注射时间0.4082494s、保压时间12s、保压压力为100%的充填压力、冷却时间30s。(3)根据Moldflow成型分析参数、正交优化参数、BP-PSO寻优参数进行了工程试验。导风件的翘曲变形量由18.69mm降到了14.3mm,连接处力学性能的变化范围从100%(脱胶)改善到12.2%。工程验证表明BP-PSO寻优得到的工艺参数是最优工艺参数。此时,导风件的翘曲变形和连接稳定性能够同时达到最佳值,生产得到了综合质量合格的产品,大大降低了双料汽车导风件的设计成本。