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1.1 历史 1

1 引言 1

1.2 微孔加工技术涉及的专利 4

2 MuCell？工艺概述 5

2.1 背景 5

2.2 微孔发泡技术 6

2.3 微孔成型：理论基础 7

2.4 商用塑料加工设备的改造 9

2.4.1 MuCell注塑技术 10

2.4.2 MuCell挤出技术 12

2.5.1 MuCell注塑工艺 13

2.4.3 MuCell中空成型技术 13

2.5 MuCell工艺的结果和优点 13

2.5.2 MuCell挤出工艺 14

2.5.3 MuCell中空成型工艺 15

2.6 结语 15

3 SCF发泡剂输送系统 17

3.1 背景 17

3.2 物理发泡剂的性能参数 17

3.3 氮气和二氧化碳的比较 19

3.4 SCF输送系统 21

3.4.2 液体泵送系统 22

3.4.1 质量计量与体积计量 22

3.4.3 气体泵送系统 23

3.4.4 辅助气体装置 25

3.4.5 SCF注射器 27

3.4.6 注射器阀门 28

3.4.7 旁通歧管 29

参考文献 30

4 微孔注塑：基础 31

4.1 概述 31

4.2 微孔注塑的优点 32

4.3 微孔注塑与其他成型工艺的比较 33

4.3.2 微孔注塑与气体辅助成型的比较 34

4.3.1 微孔注塑与结构发泡成型的比较 34

4.3.3 微孔注塑与发泡剂发泡成型的比较 35

4.4 微孔注塑设备的基本构成 36

4.4.1 截流式注嘴 37

4.4.2 螺杆设计 37

4.4.3 机筒改造 43

4.4.4 控制系统改造 44

4.5 SCF输送系统 46

5 微孔注塑：加工基础 47

5.1 引言 47

5.2 微孔注塑的理论基础 47

5.3.1 对黏度的影响 50

5.3 工艺影响 50

5.3.2 对注塑件重量的影响 52

5.3.3 对成型周期的影响 52

5.3.4 对温度设定值的影响 54

5.3.5 对锁模力的影响 54

5.4 微孔注塑的准备工作 55

5.5 微孔注塑工艺的优化 58

5.5.1 原则 59

5.5.2 外观质量的优化 61

5.5.2.1 含有填料的半结晶性工程塑料 61

5.5.2.3 浇口 63

5.5.2.2 非结晶性树脂 63

5.5.2.4 其他因素 64

5.5.3 注塑件重量的优化 64

5.5.4 成型周期的优化 65

5.5.5 泡孔结构的优化 66

5.5.6 锁模力的优化 67

5.5.7 注塑件翘曲的最小化 68

5.5.8 小结 68

5.6 微孔注塑工艺中存在的问题及解决办法 70

5.6.1 外观问题 70

5.6.1.1 内泡 70

5.6.1.2 表面起泡 71

5.6.1.3 爆裂 72

5.6.1.4 缩窝 73

5.6.2 工艺问题 74

5.6.2.1 SCF从溶液中逸出 74

5.6.2.2 短射 75

5.6.2.3 注塑件重量变化 75

5.6.2.4 螺杆复位不一致 76

参考文献 77

6 微孔注塑：注塑件的性能 79

6.1 背景 79

6.2 对外观的影响 79

6.3 对注塑件收缩率的影响 80

6.4 对聚丙烯的挠曲性能、拉伸性能和Izod冲击性能的影响 82

6.5 材料引起的物理性能变化 85

6.6 物理性能模型 91

6.6.1 拉伸强度模型 93

6.6.1.1 不含填料的材料 93

6.6.1.2 含有填料的材料 95

6.6.2 挠曲强度模型 98

6.6.2.1 不含填料的材料 98

6.6.2.2 含有填料的材料 99

6.6.3 冲击强度模型和结果 100

6.6.4 模型小结 102

参考文献 103

7.1 引言 105

7 微孔注塑流动模型 105

7.2 理论 106

7.2.1 泡孔长大 106

7.2.2 流体动力学控制的泡孔长大方程 107

7.2.3 气体扩散控制的泡孔长大方程 107

7.2.4 混合物的流变性能 109

7.2.5 宏观流体 110

7.2.6 数值计算 111

7.3 实验和模拟 112

7.4 小结 116

参考文献 117

8.1 概述 119

8 微孔注塑：实例分析 119

8.2 空气质量流量传感器 120

8.3 汽车紧固件和门闩 123

8.4 汽车内饰件 125

8.5 空气分流歧管 127

8.6 发动机进气歧管垫板 128

8.7 汽车后视镜三角架支撑 129

8.8 PC/ABS模内装饰——汽车A形立柱 130

8.9 汽车保险盒 131

8.10 后风机底座连接件 133

8.11 货车报警指示控制板（AIP）装置 134

8.12 风扇电机壳 135

8.13 打印机部件 136

8.14 精密注塑件 140

8.15 电器开关 142

8.16 电子控制模块（ECM）连接件 143

8.17 电力分配中心板 144

8.18 数据通信盒 145

8.19 电盒 146

8.20 电器插接件 147

8.21 电线卷轴 148

8.22 高耐磨件 149

8.23 电缆绳 150

8.24 医用钉枪 152

8.25 注射器柱塞盖 153

8.26 儿童门板 154

8.27 薄壁容器 155

8.28 瓶盖 157

9 微孔注塑：模具与注塑件的设计 159

9.1 概述 159

9.2 热流道和浇道设计 160

9.3 冷浇道和流道设计 161

9.4 模具平衡 163

9.5 三板模具设计 165

9.6 浇口设计 165

9.7 排气 167

9.7.1 辨别排气问题 168

9.7.2 正确的排气设计 169

9.8 模具冷却设计 171

9.8.1 采用传热效率更高的材料 172

9.9 模具抛光 173

9.10 模具材料 174

9.11 注塑件壁厚 174

9.12 注塑件上的筋和楔形结构 175

9.13 结语 176

参考文献 176

10.1 引言 177

10 微孔注塑：经济性分析 177

10.2 采用微孔工艺时潜在节省的具体体现 178

10.2.1 使用锁模力更小的注射机 178

10.2.2 降低能耗 179

10.2.3 降低着色剂的用量 181

10.2.4 降低模具制造成本 182

10.2.5 增加每次注射的注塑件数量 182

10.2.6 降低发泡剂的成本 182

10.3 采用微孔注塑时总成本的降低 183

10.4 小结 184

11.1 引言 187

11.2 泡沫塑料注射成型 187

11 微孔注塑：MuCell工艺的替代技术 187

11.3 Ergocell工艺 189

11.4 化学发泡剂 190

参考文献 190

12 微孔挤出 193

12.1 引言 193

12.2 微孔挤出用设备 195

12.3 聚苯乙烯的微孔挤出 198

12.4 聚氯乙烯的微孔挤出 202

12.5 聚烯烃的微孔挤出 204

12.6 热塑性硫化橡胶的微孔挤出 206

12.7 结语 208

13 微孔中空成型 209

13.1 引言 209

13.2 设备 210

13.3 材料 211

13.4 加工参数 212

13.5 结语 213

附录1 麻省理工学院的专利 215

附录2 Trexel公司简介 217

附录3 选用的其他微孔塑料成型专利和专利申请 223

附录4 麻省理工学院和Trexel的参考文献 225

附录5 MuCell注塑成型工艺表 229

附录6 MuCell工艺问题与解决方案 231