基于熔积法木塑挤出成型的传热分析与温度控制

发布时间：2020-08-15 17:49

【摘要】：在我国城市化的进程中,木材作为基础材料之一严重短缺,寻求一种优良的木材替代品势在必行。木塑复合材料由木质纤维和热塑性树脂复合而成,具有比木材更优异的性能,而且木塑材料可以利用回收塑料和废弃秸秆为原料,对资源节约和环境保护具有重要的作用,受到国家政策的大力支持。但是传统木塑制品以型材为主,不能满足人们个性化的需求,极大地限制了木塑材料的应用领域。为了解决以上难题,本课题有创新的将木塑挤出一步成型法与熔融沉积制造技术相结合,实现了木塑制品的3D成型,解决了木塑制品结构单一的缺点,同时扩大了熔融沉积成型原材料的选择范围,具有极大的市场推广价值。本文主要通过理论、模拟和试验相结合探究熔积法木塑成型时不同工艺参数对3D成型挤出温度场的影响关系,具体研究内容包括以下几个方面:(1)对熔积法木塑挤出过程进行了理论研究,分析了挤出过程中的传热方式和热边界条件,探究了成型温度场对木塑制品质量的影响;(2)根据熔积法木塑挤出成型原理对挤出装置的结构和温控系统进行了设计,并自制了试验样机;(3)基于FLUENT软件对物料在机筒内部的熔融过程进行了传热模拟,并根据模拟结果分析了壁面温度、螺杆转速和物料初始温度等因素对温度场的影响;(4)利用FLUENT软件对不同条件下物料在喷头内部的流动过程进行了模拟,分析了入口温度、成型环境的对流换热系数、喷头加热温度和入口流率等因素的影响;(5)利用自制的熔积法木塑挤出成型设备对模拟分析的结果进行了试验验证,取得了较为一致的结果,证明了熔积法木塑挤出成型方法的可行性,为后续3D挤出成型的研究与应用奠定了基础。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB332

【参考文献】

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本文编号：2794441