超声外场下微结构注塑成型质量的研究

发布时间：2021-06-20 20:22

　　随着MEMS技术的发展,具有微结构的塑料制件在生物医学、检测技术、环境工程等行业获得了更大的应用需求。通过微注塑成型工艺获得大批量的微结构塑件具有性能稳定、成本低、周期短等优点。当微结构带有矩形横截面特征且深宽比较大时,会导致微结构复制精度不高、直角根部开口圆角过大等问题。在微传统注塑成型工艺加入超声技术,通过超声振动提高聚合物熔体在型腔中的流动性能从而改善微结构复制精度。本文以塑件微结构为对象,研究超声振动是否对其成型质量有所改善。首先总结了国内外微注塑成型的研究成果,重点是聚合物熔体在型腔中对微结构充填时的流动行为。与常规注塑不同,壁面滑移、粘性耗散等效应在微尺度下会极大影响聚合物熔体流动,最终影响塑件微结构的复制精度。探讨了超声波以及超声波在微注塑中的应用,分析超声波的高频振动作用对聚合物熔体的影响,促进聚合物分子重新取向,降低聚合物的熔体粘度,提高聚合物熔体的充模流动和复制精度。对微注塑过程中施加超声波进行研究,分析不同施加部位以及不同超声参数设置下微结构注塑成型质量的变化。其次,使用Moldflow模流分析软件模拟了聚合物熔体在型腔中的填充过程,并对超声振子在注塑过程中的受力... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超声辅助成型系统

墨西哥的Primo J等人将超声振动设置在注塑模具主流道,用以研究超声波对注塑过程的影响。模具型腔为螺旋线型(如图1.2),超声振幅为0.15mm。得出结论:超声振动频率在3kHz时对聚合物熔体粘度降低效果最佳,较无超声时螺旋线填充距离提高35%[48]。香港理工大学的Tian W等人将纳米颗粒加入聚乙烯材料,用以研究对纳米颗粒在超声振动下的流动。实验得出:加入纳米颗粒并施加超声振动效果最佳;超声频率在30KHz时作用达到最大值;环糊精颗粒比SiO2颗粒效果好[49]。

模具总体结构图

【参考文献】：
期刊论文
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[3]超声外场作用下聚合物注射成型模内流动行为的物理可视化分析[J]. 姜开宇,吉智,李豪,王敏杰,于同敏.  高分子材料科学与工程. 2015(07)
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[5]等规聚丙烯微注塑制品的力学性能[J]. 张建波,王利霞,王心超,刘晓东,蒋林,卞宁,张扬,李倩.  高分子材料科学与工程. 2015(02)
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[7]聚合物微结构热辅助超声波压印成形[J]. 罗怡,闫旭,陈莉,王晓东.  光学精密工程. 2014(05)
[8]微注塑充模过程中壁面滑移对熔体流动影响的研究[J]. 康红梅,艾红云,杨文剑.  工程塑料应用. 2013(09)
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硕士论文
[1]超声波辅助挤出成型的数值分析与实验研究[D]. 魏灵娇.中南大学 2014
[2]微流控芯片注塑成型质量及超声辅助成型研究[D]. 许建超.大连理工大学 2014
[3]基于超声作用的微流控芯片注塑成型质量研究[D]. 包成.大连理工大学 2012



本文编号：3239867