水辅助注射成型技术(Water-Assisted Injection Molding,简称WAIM)是一种新型注塑成型技术,除了具有与气体辅助成型(GAIM)类似的特定外,还具有生产周期短、成型壁厚更薄等优点,而引起了越来越广泛的重视。但由于采用水作为流体介质,成型过程中水/聚合物熔体的两相作用行为更加复杂。而且涉及到诸如熔体温度、注水温度、注水速率等工艺参数,都直接影响着聚合物熔体的流变性能、材料分布和制品质量。因此有必要针对水辅助注射成型穿透机理与工艺参数对成型质量的影响规律展开研究,从而更好地指导生产实践。本文根据水辅助注射成型的工艺特点,基于Hele-Shaw流动模型采用广义牛顿流体本构方程,对水辅助注射成型的充填过程进行数值模拟研究。论文的主要工作包括:1、论述了水辅助注射成型技术及其理论模型。2、着重对水穿透行为受水道形状影响的规律进行了深入研究。基于多种典型形状水道结构,分析水道内聚合物熔体/水交界面的不同变化规律,考察水道截面形状、圆角半径等对水穿透行为的影响趋势,为水辅成型产品结构设计提供依据。3、同时,对制品残余壁厚受工艺参数影响的规律进行了研究。以中空成型率作为表征制品整体残余壁厚的定量指标,利用单因素分析法分析工艺参数(熔体注射量、注水压力、模具温度、注水延迟时间、注水温度、熔体温度)对残余壁厚的影响。4、在理论研究的基础上,以某汽车冷却水管以塑代钢工艺革新为研究目标,考察了WAIM相对GAIM的技术特点,分析了水辅成型的工艺可行性。利用MOLDFLOW软件对气体辅助注射成型过程进行模拟,通过调整工艺参数设置获得最佳中空成型率;利用FLUENT软件对水辅助注射成型过程进行模拟。对照两组数值模拟结果,发现水辅助注射成型质量明显好于前者。