注塑制品翘曲变形的研究

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1、塑料科技№1(Sum.141)22PLASTICSSCI.&TECHNOLOGYJanuary2001文章编号:100523360(2001)20120022204注塑制品翘曲变形的研究郭志英,李德群(华中理工大学模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074)摘要:介绍了研究注塑制品出模后翘曲变形的几种方法和思路,并且比较、分析了各种方法的特点。关键词:注塑制品;翘曲变形中图法分类号:TQ320172;TQ3201662文献标识码:A33%玻璃增强纤维PA66注塑磁盘的增强比率、线性热1前言膨胀系数的各向异性、制品厚度和翘曲之间的关系,首次提出了翘曲指数概念,采用翘曲指数研究PA

2、66塑塑料注塑成型中,由于制品收缩的大小和主方向料制品的翘曲特性,并研究了翘曲指数、翘曲和纤维定不同,导致出模后塑件的形状与其在模具型腔内的形向状态之间的关系和屈服与翘曲指数的关系。E.J.状不同,这就是工程技术人员十分关心的注塑制品的Fahy等采用磁盘来测试增强塑料制品出模后发生翘翘曲变形问题。影响注塑制品翘曲的主要因素有以下曲变形的机制,并提出磁盘呈拱形或马鞍形变形的实几个方面:(1)塑料及模具材料;(2)制品结构、模具结验公式。构、模具强度、加工精度和表面粗糙度;(3)注塑成型工M.Akay和S.Ozden等在大量实验数据的基础上,艺条件。由于翘曲变形是由多种因素造成,所以

3、对注塑建立残余应力和翘曲之间的实验关系,这样就无需考制品翘曲的研究起步较晚,并且进展较慢。塑料行业中虑忽略塑料的粘弹行为和假设塑料固化时材料性质与对注塑制品出模后发生翘曲的研究工作总结起来体现温度无关给翘曲预测带来误差。Radford和Diefendorf在以下三个方面:(1)实验研究塑料制品的翘曲与塑料等实验研究了复合材料在成型和使用过程中的变形。材料、模具材料、产品结构、模具结构、成型工艺参数等他们提出了基于经典层状薄板理论的预测制品形状变之间的关系;(2)从产品设计方法学角度来研究减少注化的数学模型。塑制品翘曲变形的方法,并进行产品和工艺条件的优实验方法研究翘曲变形,往往局

4、限于某一特定的化设计;(3)从理论上对翘曲进行定性和定量分析研几何形状、特定的材料和工艺条件,并不能全面考虑诸究,并开发相应的软件。多因素对翘曲变形的影响,而且也不能在产品设计阶段预测可能发生的翘曲变形的大小。2实验研究注塑制品翘曲变形用实验方法研究塑料制品的翘曲变形主要体现在3从产品设计方法研究制品翘曲变形研究材料性质、产品的几何形状和大小、注塑成型工艺NelsonC.Baldwin从产品和模具设计以及成型工条件等对制品翘曲变形的影响。艺条件出发,分析了减少注塑制品翘曲变形的方法。他早在六十年代,V.Leo和Ch.Curelliez便通过设计指出,不正确的产品设计所导致的翘曲是

5、最严重的,几大量的实验,获取浇口几何形状、保压参数(保压压力乎不可能通过成型工艺条件来修正,不均匀壁厚、筋和保压时间)和模具的弹性对制品最终尺寸的影响。板、浮雕等都能引起不均匀收缩,从而导致翘曲;在模C.S.Lec和A.Dusin等用Nylon6和PET作为聚合物具设计中,无论是对何种材料,最重要的影响因素是浇基,研究了不同材料和不同壁厚平板的翘曲特性。口的大小和位置;不均匀的压力分布和温度分布也能HiroyukiKikuchi和KiyohitoKoyama等实验研究了导致翘曲。大连理工大学的李海梅也提出了一种减少郭志英等注塑制品翘曲变形的研究23塑件翘曲的方法,通过增加绝热层来

6、有效地减少流动收缩、结晶含量、模具限制、塑料取向等)的收缩预测方应力,从而减少制品的翘曲变形。法,利用流动和冷却分析结果来预测收缩应变。Walsh、B.H.Lee在塑料制品设计中,首次打破制品壁厚Peter等在收缩预测基础上,计算制品翘曲。利用已求应尽可能均匀的不成文规则。他认为,在预定的尺寸误出的收缩应变,将收缩应变输入结果分析程序,等效成差范围内,有意改变注塑制品的壁厚,是减少制品翘曲节点载荷后,通过线性或非线性分析可得到制品的翘的一种方法。他采用TAGUCHI方法得到不同壁厚因子曲变形,同时可以分离出影响特定塑料制品翘曲变形组合的制品壁厚,且对每种壁厚模型,采用差异分析的主

7、要因素和次要因素,对实际有很大的指导意义。法,获得了最优壁厚和相应的最佳工艺条件设置。由于影响收缩的因素很多,理论上很难预测收缩,RakeshSahu,DongangYao和ByungKim等从产品设计所以大部分工作都是基于实验研究,根据实验结果提方法学上讨论了减少翘曲的方法,传统的设计是先给出实验收缩模型,然后计算翘曲变形。定产品几何形状,通过反复试差,在一定范围内选择变412应力/翘曲的研究量。他们则采用基于优化的基因算法、TAGUCHI等方塑料熔体在成型过程中,由于取向、收