基于石墨烯镀层快速热循环精密注射成型技术装备及工艺研究

发布时间：2017-07-28 14:23

  本文关键词：基于石墨烯镀层快速热循环精密注射成型技术装备及工艺研究

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【摘要】：随着微机电技术的快速发展,特别是近年来手机、虚拟现实(VR-Virtual Reality)、机器人等机械电子产业在全球蓬勃发展,高分子材料以其通用特性、功能性和高效大规模生产的特点,在精密注塑成型方面获得了越来越多的关注。而精密注射制品的模具加工成本高,型腔表面精密结构会使熔体充填时的迟滞效应加剧、流动充填能力降低,成型的制品非常容易出现表面复杂微纳结构复制度偏低,残余内应力较大导致的翘曲变形等缺陷。为解决上述问题本课题采用自行设计的新型快速热循环装备对精密注射成型中熔体充填行为、表观质量、微观结构的复制和残余内应力进行研究。本课题实验研究的主要工作与取得的研究成果如下：1、采用自行研制的基于石墨烯镀层辅助快速热循环技术进行精密注射成型,充分利用石墨烯的优良性能,通过自制的快速热循环装置分别对石墨烯电阻层在直流电源驱动下,型腔表面温度升温速率、温度分布均匀性和降温性能进行了研究；2、研究了注射过程中工艺参数对精密制品成型中熔体流动性能的影响程度,并通过CAE技术验证了熔体内部剪切场对薄壁成型中充填性能的影响,为快速热循环精密注射中工艺参数的改进提供理论依据。3、研究了快速热循环注射成型技术对制品典型缺陷熔接痕的影响和对塑件力学性能的影响,得出的结论对于成型高质量的精密塑件具有一定的帮助意义。4、研究了引入可调控温度场后,制品对型腔表面存在的微细结构复写度的影响,通过观察不同型腔表面温度下,制品表面微观形貌变化,来说明该技术对于改善塑件精密结构复制度的作用。5、采用应力偏光仪对不同型腔温度下成型塑件中残余内应力的分布进行研究,揭示了基于石墨烯镀层快速热循环注射成型型腔表面对精密制品残余应力的影响规律,对于提升塑件成型精度和降低制品翘曲有一定的参考价值。
【关键词】：石墨烯镀层 快速热循环 精密注射 薄壁 熔接痕 复写度 残余应力
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ320.662;TQ127.11
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• abstract6-14
• 符号说明14-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 引言15-16
• 1.1.1 注射成型技术原理15
• 1.1.2 注射成型工艺过程15-16
• 1.2 精密注射成型16-19
• 1.2.1 精密注射成型存在的问题17-18
• 1.2.2 快速热循环注射成型技术18-19
• 1.3 精密注射成型国内外研究现状及进展19-24
• 1.3.1 精密注射成型在注塑机和模具方面的研究情况19-20
• 1.3.2 精密注射成型工艺研究现状20-24
• 1.4 课题的研究意义及任务24-27
• 1.4.1 课题的研究意义24
• 1.4.2 课题的研究任务24-27
• 第二章 基于石墨烯镀层快速热循环精密注射装置的开发27-41
• 2.1 引言27
• 2.2 基于石墨烯纳米镀层快速热循环精密注射成型装置研制27-34
• 2.2.1 硅基体的石墨烯镀层原理及工艺27-29
• 2.2.2 基于石墨烯镀层快速热循环微纳注射成型模具研制29-34
• 2.3 石墨烯镀层型腔的热响应特性研究34-40
• 2.3.1 石墨烯镀层型腔表面温控方式研究35-38
• 2.3.2 石墨烯镀层型腔表面温升特性研究38
• 2.3.3 石墨烯镀层型腔表面温度均匀性与降温特性研究38-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第三章 基于石墨烯镀层快速热循环薄壁注射成型研究41-53
• 3.1 引言41
• 3.2 基于石墨烯镀层快速热循环技术薄壁注射成型41-46
• 3.2.1 实验设计41-43
• 3.2.2 结果和讨论43-46
• 3.3 薄壁件成型中剪切作用对熔体流动性的影响46-49
• 3.4 快速热循环精密注射成型工艺参数优化49-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第四章 基于石墨烯镀层快速热循环精密注射实验研究53-71
• 4.1 引言53-54
• 4.2 快速热循环注射成型对PP制品熔接痕及力学性能的影响54-61
• 4.2.1 实验材料及设备54
• 4.2.2 实验设计54-57
• 4.2.3 结果与讨论57-61
• 4.3 石墨烯镀层快速热循环对PS制品熔接痕及复制度的影响61-65
• 4.3.1 实验材料及设备61
• 4.3.2 实验设计61-62
• 4.3.3 结果与讨论62-65
• 4.4 石墨烯镀层快速热循环对透明制品残余应力的影响65-70
• 4.4.1 内应力产生及检测机理65-67
• 4.4.2 实验材料及设备67-68
• 4.4.3 实验设计68
• 4.4.4 结果与讨论68-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第五章 结论及研究展望71-73
• 5.1 研究结论71-72
• 5.2 研究展望72-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-81
• 研究成果及发表的学术论文81-83
• 作者及导师简介83-84
• 附件84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王利霞;李爽;王心超;卞宁;蒋林;李倩;申长雨;;超薄微注塑等规聚丙烯制品形态结构及注射速度的影响分析[J];高分子材料科学与工程;2015年01期

2 楚纯朋;蒋炳炎;周陆腾;聂胜钊;;聚合物微流控芯片的注射成型[J];高分子材料科学与工程;2013年06期

3 何晓蕾;余燕芳;陈秋玉;石雪英;林深;;石墨烯基复合材料的研究进展[J];材料导报;2013年05期

4 殷素峰;阮锋;王建宇;;超薄注塑充模中的次相剪切效应[J];华南理工大学学报(自然科学版);2012年12期

5 于同敏;徐华;田慧卿;徐斌;王乐;;微注塑成型充模流动中的对流换热行为[J];化工学报;2011年07期

6 张艳云;耿铁;任清海;;气体辅助注射成型技术研究综述[J];机械设计与制造;2011年02期

7 淮遵科;;精密模具制造方法[J];湖南农机;2010年11期

8 李庆生;;DLC表面涂覆在模具中的应用[J];模具工业;2010年04期

9 许菲;王克俭;颜悦;;薄壁塑件注射压缩成型工艺的模拟分析[J];塑料;2010年01期

10 王桂龙;赵国群;李辉平;管延锦;;蒸气辅助快速热循环注塑技术及模温响应模拟[J];高分子材料科学与工程;2009年08期

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本文编号：584492