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塑化注射成型是聚合物加工的重要方法,而脉动压力诱导注射成型工艺对传统注塑工艺是一个重大的突破。随着脉动压力诱导注射技术的推广和深入研究,学者们注意到了振动场的引入对于聚合物熔体的流变性能是有较大的影响。螺杆的振幅和振动频率将直接使得充模过程中的熔体变稀。而随着对脉动压力诱导注射过程中的熔体流变行为研究的深入,可以发现脉动压力在注射过程中的作用会减弱。
在理论研究方面,本文以传统流变学为基础,利用FIELDVIEW和FLEXPRO软件,作数值计算和测量分析,并结合前人的研究成果,研究了脉动压力诱导注射成型过程中脉动衰减现象,定义了熔体压力脉动衰减值并建立了理论模型,然后推导出熔体压力脉动衰减值与熔体表观黏度、充模流动长度之间的关系,并用数学模型的形式具体分析它们之间的定量关系。在实验研究方面,设计了不同尺寸的浇口套,通过浇口套的尺寸变化,达到改变流道系统长度和直径的目的,采用了Kistler压力传感器和数据采集系统实时测量了喷嘴和模腔入口处的熔体压力历史曲线,并利用带通滤波的处理方式得出相应的熔体压力脉动幅值,另外还测量了振动频率、振动幅度等其他加工条件。在此基础上,研究了熔体压力脉动衰减值的实验值和充模长度,从而验证了理论模型的准确性。利用充模长度同表观黏度、熔体压力脉动衰减值的对应关系,来研究振动工艺参数、注射速度、流道尺寸等外部工艺条件对熔体压力脉动衰减值的影响。
本文研究表明,建立的熔体压力脉动衰减值的理论模型及其与充模流动长度的关系式,能较好地反映实际情况的趋势。实验研究发现,熔体压力脉动衰减值与熔体流动长度有较好的对应关系,可以利用此关系来判断脉动压力传递效果的好坏。并且熔体压力脉动衰减值是随着振动幅度的增大而减小的,随着流道直径的增大而减小的,随着流道长度的减小而减小的。但是存在特定的一个注射速度和振动频率的匹配区间,使得熔体压力脉动衰减值最小。