夹层注射成型是当前塑料加工行业中一种新的成型技术,它通过采用夹层注射装置将两种聚合物同时或顺时注入到模腔,形成多层聚合物结构制品。在注射成型过程中,如何避免芯层熔体前缘突破,增加芯层物料的填充量,获得具有较大熔体穿透深度以及层厚均匀分布、翘曲变形小的制品,对于指导实际生产、应用和理论研究都有十分重要的意义。本课题选用工程塑料ABS、PA和常用塑料PC、PP,通过Moldflow公司开发的Moldflow Plastics Insight(MPI)软件中的Co-injection模块对夹层注射成型过程进行流动和翘曲数值模拟分析,从芯层熔体前缘突破、芯层熔体穿透深度、制品均匀性及翘曲变形等方面进行研究。通过数值模拟,显示芯/壳层熔体黏度比R对芯层熔体的流动行为有显著影响。随着R值的增大,芯层熔体突破趋势减弱,芯层物料填充量增大,但芯层熔体穿透深度变小,制品均匀性降低;芯层熔体温度提高与壳层熔体温度提高对芯层熔体填充量和制品均匀性的影响方向正好相反,芯层熔体温度提高将降低芯层物料填充量和熔体的均匀性;至于模具温度,其变化对芯层熔体含量、均匀性等影响较小;熔体流速对芯层熔体流动行为在四种工艺参数中的影响最为突出,一是流速变化直接影响熔体的黏度,导致芯/壳层熔体黏度比R发生变化;二是熔体流速改变直接影响熔体流动情况,包括充模方向和垂直充模方向。在模拟研究中发现,熔体温度和熔体流速对上述研究的影响较为复杂,其影响要根据不同的材料而定。主要是不同材料的黏度对熔体温度和熔体流速引起的剪切速率变化敏感性不一样,若材料黏度对熔体温度或剪切速率比较敏感,则温度或熔体流速对芯层熔体前缘突破、穿透深度、熔体均匀性等影响显著;反之则影响不明显。通过本课题,研究了熔体黏度比、熔体温度等工艺参数对夹层注射成型的影响关系,为正确选择成型材料、调整工艺参数提供技术指导,为商品化生产、理论研究提供参考依据。