注塑成型熔体/模具界面接触热阻研究

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注塑成型过程中熔体/模具之间的界面接触热阻的动态变化是影响注塑成型数值模拟准确性的重要参数,对于注塑成型过程中温度场分布与冷却速度有着至关重要的影响。因此,本文开发了注塑成型界面接触热阻测试平台,重点研究了注塑成型工艺及模具表面粗糙度对界面接触热阻影响。主要研究工作与结论如下:建立了基于接触热阻的冷却阶段温度场数学模型,研究了不同厚度下,不同接触热阻对PC冷却阶段厚度方向温度分布与中心层温度场的影响。结果表明,接触热阻对制件厚度方向的温度分布有着重要影响。制件越薄,接触热阻对制件厚度方向的温度分布影响越大。当制件厚度进入微尺度时,接触热阻对于制件冷却速度的影响更为明显。搭建了注塑成型接触热阻测量实验系统。根据熔体/模具界面接触热阻测量要求以及瞬态法测量原理,完成传感器选型和排布及红外窗口的设计,实现了超薄壁制件熔体温度的精确测量。基于Labview和研华数据采集卡实现了多通道温度数据采集,编写接触热阻计算程序,从而获得注射成型过程接触热阻的实时变化,为进行注射成型接触热阻影响因素研究提供了实验支撑。利用注塑成型接触热阻测量实验系统,获得随时间变化的接触热阻曲线,研究注射成型工艺参数和界面环境对接触热阻的影响规律。结果表明:注射成型工艺参数对接触热阻具有显著影响,随着模具温度、熔体温度、保压时间、保压压力的升高,接触热阻逐渐减小,且保压压力对接触热阻的影响最为显著,当制件厚度高于1.5mm时,保压压力增至130MPa时,接触热阻不再减小。模具表面粗糙度只有在制件厚度较小时才会对接触热阻具有显著影响,且随着表面粗糙度的增大,界面接触热阻越小。
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