快速热循环注塑成型技术PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 引言 1

1.2 注塑成型技术 1

1.2.1 注塑机 1

1.2.2 注塑模具 3

1.2.3 注塑成型工艺过程 4

1.2.4 注塑成型周期 6

1.2.5 注塑工艺变量 7

1.3 注塑产品的主要缺陷 10

1.4 注塑成型技术的发展趋势 14

1.5 本书的内容 15

第2章 快速热循环注塑工艺 16

2.1 引言 16

2.2 快速热循环注塑技术原理 17

2.3 快速热循环注塑技术的特点与优势 18

2.4 快速热循环注塑技术的分类 21

2.5 快速热循环注塑技术的发展与应用 22

第3章 快速热循环注塑模具温度动态控制技术 25

3.1 引言 25

3.2 常用快速热循环注塑模具温度动态控制方法 26

3.2.1 对流加热 28

3.2.2 电阻加热 30

3.2.3 高频感应加热 31

3.2.4 辐射加热 34

3.2.5 火焰加热 35

3.2.6 热管、均热板加热技术 35

3.2.7 其他主动加热技术 36

3.2.8 被动加热技术 37

3.3 蒸汽加热动态模具温度控制系统 39

3.3.1 温控系统结构组成 39

3.3.2 阀门管路转换装置 41

3.3.3 控制与监控单元 41

3.3.4 监控单元硬件设计 41

3.3.5 监控单元软件设计 43

3.3.6 多点动态模具温度控制技术 44

3.4 电加热模具温度控制系统 46

3.4.1 系统结构与原理 46

3.4.2 加热系统 47

3.4.3 冷却系统 50

3.4.4 控制与监视系统 50

第4章 快速热循环注塑模具设计与制造 53

4.1 引言 53

4.2 蒸汽加热快速热循环注塑模具设计方法 54

4.2.1 蒸汽加热快速热循环注塑模具结构设计 54

4.2.2 蒸汽加热快速热循环注塑模具加热冷却系统设计 56

4.2.3 蒸汽加热快速热循环注塑模具热响应评估 58

4.3 电加热快速热循环注塑模具设计方法 61

4.3.1 电加热快速热循环注塑模具结构设计 62

4.3.2 电加热快速热循环注塑模具热响应评估 64

4.3.3 浮动型腔式电加热快速热循环注塑模具 67

4.4 随形加热冷却快速热循环注塑模具结构设计 70

4.4.1 蒸汽加热快速热循环注塑模具 70

4.4.2 电加热快速热循环注塑模具 72

4.5 快速热循环注塑模具制造技术 74

4.5.1 快速热循环注塑模具材料 74

4.5.2 快速热循环注塑模具抛光技术 75

4.5.3 快速热循环注塑模具技术要求与检测方法 77

4.6 快速热循环注塑产品结构设计 79

第5章 快速热循环注塑过程传热分析 83

5.1 引言 83

5.2 快速热循环注塑过程传热分析基本理论 84

5.2.1 传热学基本理论 84

5.2.2 模具与加热系统之间的热交换 87

5.2.3 模具与塑件之间的热交换 89

5.2.4 模具与冷却系统之间的热交换 89

5.2.5 模具与周围环境间的热交换 91

5.3 快速热循环注塑过程热平衡分析 92

5.3.1 蒸汽加热快速热循环注塑过程热平衡分析 92

5.3.2 电加热快速热循环注塑过程热平衡分析 95

5.4 快速热循环注塑模具热响应分析 98

5.4.1 分析模型 99

5.4.2 初始条件与边界条件 100

5.4.3 结果分析与讨论 101

5.4.4 能量消耗 105

5.5 影响模具热响应效率的因素分析 108

5.5.1 加热和冷却介质 110

5.5.2 加热和冷却介质温度 112

5.5.3 加热和冷却系统布局 114

5.5.4 模具材料 115

5.5.5 塑件厚度 117

第6章 快速热循环注塑模具的疲劳寿命分析 120

6.1 引言 120

6.2 模具疲劳寿命分析 121

6.2.1 瞬态传热分析 121

6.2.2 热结构分析 126

6.2.3 疲劳分析 128

6.3 影响蒸汽加热模具寿命的因素分析 129

6.3.1 分析评估模型 129

6.3.2 模具温度的影响 130

6.3.3 锁模压力的影响 131

6.3.4 型腔板固定方式的影响 131

6.3.5 加热冷却管道规格与布局的影响 132

6.3.6 加热介质温度的影响 133

6.4 影响电加热模具寿命的因素分析 134

6.4.1 分析评估模型 134

6.4.2 模具温度的影响 134

6.4.3 锁模压力的影响 135

6.4.4 型腔板固定方式的影响 135

6.4.5 电加热元件布局的影响 136

6.4.6 电加热元件规格的影响 137

第7章 快速热循环注塑模具加热冷却系统优化设计 139

7.1 引言 139

7.2 响应曲面法 140

7.3 回归模型的显著性检验 141

7.3.1 拟合优度检验 141

7.3.2 F检验 142

7.3.3 P值检验 142

7.4 粒子群优化算法 142

7.5 蒸汽加热模具加热冷却管道优化设计 143

7.5.1 有限元分析与优化模型 143

7.5.2 Box-Behnken试验设计 145

7.5.3 响应曲面模型的拟合 146

7.5.4 模型的评估与验证 147

7.5.5 响应曲面分析 150

7.5.6 优化目标函数 151

7.5.7 优化结果与应用实例 153

7.6 电加热模具加热冷却管道优化设计 156

7.6.1 有限元分析与优化模型 156

7.6.2 中心复合试验设计 157

7.6.3 响应曲面模型的拟合 158

7.6.4 模型的评估与验证 159

7.6.5 响应曲面分析 162

7.6.6 优化目标函数 163

7.6.7 优化结果与应用实例 165

第8章 快速热循环注塑工艺分析与优化 168

8.1 引言 168

8.2 快速热循环注塑与常规注塑工艺对比分析 169

8.2.1 熔体流长 170

8.2.2 形状和尺寸精度 171

8.2.3 缩痕 172

8.2.4 冷却时间 174

8.2.5 双折射 176

8.3 快速热循环塑件翘曲变形 176

8.4 保压对塑件翘曲变形的影响 178

8.4.1 分析模型 179

8.4.2 单段保压 179

8.4.3 多段保压 182

8.5 冷却对塑件翘曲变形的影响 187

8.5.1 冷却时机 187

8.5.2 冷却速度 189

8.6 工艺优化与翘曲变形控制 190

8.6.1 试验方案 190

8.6.2 工艺变量分析与讨论 190

8.6.3 模型拟合与分析 191

8.6.4 优化目标函数 193

8.6.5 优化结果与验证 195

第9章 快速热循环注塑件表面质量与力学性能 196

9.1 引言 196

9.2 快速热循环注塑试验系统 197

9.2.1 试验装置 197

9.2.2 热响应分析 200

9.3 工艺参数对熔体充填能力的影响 203

9.3.1 试验设计 203

9.3.2 试验结果 204

9.4 型腔温度对塑件表面质量的影响 206

9.4.1 表面粗糙度 207

9.4.2 表面光泽度 212

9.4.3 熔接痕 214

9.5 型腔温度对塑件力学性能的影响 218

9.5.1 拉伸强度 218

9.5.2 冲击强度 221

9.6 快速热循环注塑技术的应用 224

第10章 快速热循环注塑材料的物理改性 227

10.1 引言 227

10.2 聚合物共混改性方法 228

10.3 ABS/PMMA共混改性 229

10.4 助剂对ABS/PMMA合金性能的影响 230

10.4.1 抗氧剂对ABS/PMMA合金性能的影响 230

10.4.2 润滑剂对ABS/PMMA合金性能的影响 230

10.4.3 相容剂对ABS/PMMA合金性能的影响 231

10.5 ABS/PMMA合金的增韧改性 231

10.5.1 力学性能 232

10.5.2 应变速率的影响 233

10.6 纳米碳酸钙改性ABS/PMMA合金 235

10.6.1 纳米碳酸钙ABS/PMMA合金 235

10.6.2 纳米碳酸钙表面改性 239

10.7 陶瓷晶须改性ABS/PMMA合金 244

10.8 ABS/PMMA合金快速热循环注塑成型性能 247

第11章 快速热循环注塑过程数值模拟方法 254

11.1 引言 254

11.2 计算流体力学基本理论 255

11.3 数值方法和求解过程 255

11.3.1 求解域的离散 256

11.3.2 控制方程的离散 256

11.3.3 代数方程组的求解 257

11.4 快速热循环注塑加热过程模具热响应模型 258

11.4.1 热响应分析的控制方程 258

11.4.2 边界条件 259

11.4.3 数值方法实现技术 260

11.5 快速热循环注塑熔体充填流动过程建模 260

11.5.1 熔体流动过程的控制方程 261

11.5.2 熔体与模具间的瞬态传热 262

11.5.3 快速热循环注塑熔体充填过程的数学模型 263

11.5.4 边界条件 263

11.5.5 数值方法实现技术 265

11.6 快速热循环注塑保压过程建模 265

11.6.1 快速热循环注塑保压过程的数学模型 266

11.6.2 熔体的可压缩性 266

11.6.3 边界条件 267

11.6.4 数值方法实现技术 268

11.7 快速热循环注塑冷却过程建模 268

11.7.1 快速热循环注塑冷却过程的热交换分析 269

11.7.2 快速热循环注塑冷却过程的数学模型 270

11.7.3 边界条件 270

11.7.4 数值方法实现技术 271

11.8 多循环快速热循环注塑过程建模 272

11.9 算例分析 274

11.9.1 蒸汽加热式快速热循环注塑过程数值模拟 274

11.9.2 电加热式快速热循环注塑过程数值模拟 281

参考文献 286