国际传热传质通讯

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1、国际传热传质通讯杂志主页：www.elsevier.com/locate/ichmt在模内成型装饰注塑工艺中，装饰膜对模具表面温度的影响陈萨忠，李海梅，黄诗晴，王一超机械工程系，中原大学，中里，台湾膜技术中心，中原大学，中里，台湾先进的聚合物加工技术的国家工程研究中心，郑州大学，郑州，河南，中国摘要内成型装饰(IMD)在注塑方面是一种较新的注塑技术，并且已经采用了塑料制品，改善表面质量，实现彩色表面设计等。在IDM加工中，膜是外形进行模具型腔附在其中一方的模具壁(通常是腔面)，然后铸造的聚合物溶液注入到空穴

2、。传热向模具型腔在成型IMD部分明显变缓慢，因为这层膜是明显比金属导热少得多的。探讨膜的影响温度场、聚碳酸脂(PC)射出成型的冷却条件，包括不同温度、熔体温度、薄膜材料、薄膜厚度等。同时从薄膜初始温度和薄膜热性能进行模拟金属薄膜，评价界面温度及其影响。为PC薄膜时，发现传热缓慢导致模具型腔表面温度下降,最大的温度下降相比于常规的没有薄膜的射出成型可能高达到17.7°C。对于PET薄膜，模具温度最多下降了约13°C。当PC膜厚度增大时，迟缓引起的模具温度差异也有所增加。之后在接触融化瞬间薄膜温度(30°C和9

3、5°C)可能影响金属薄膜界面温度，薄膜温度在12°C17°C。当薄膜的导热系数增幅从0.1W/(m-k)至0.2W/(m-k)后，金属薄膜接口温度会改变到22.9°C。模拟模具温度场可以看出，理论分析与实验结果符合。1：介绍注射成型是一种很有用的聚合物加工方法，因为复杂几何产品在相对较低的成本下迅速生产。注射成型是一种循环过程，分为四个阶段：即注射，成型，冷却，脱模，伴随着压力和温度的变化。模内成型装饰注塑(IMD)，或是膜嵌入注塑成型，是一种较新的注塑技术，其中融化的高分子聚合物引入腔装饰后，薄膜附在一边

4、的型腔上，通常在模具型腔表面。最近，IBM已经采用了生产各种模制品改善表面质量，如汽车室内件，移动电话箱和商标印塑料制品。IMD的主要优势是整合多个制造步骤(生产和装饰模部分)形成一个生产操作。因为塑料部分的表面质量可以用嵌入式装饰薄膜而被提高，而注射成型工艺过程被指定为内成型装饰（IMD）。有关内成型还包括内成型标记(IML)和内成型滚动（IMR）。薄膜注射模具零件得表面没有任何如丝网印刷或喷漆的后处理，因此IMD相对于常规射出成型是一个高度先进的方法。此外,注射的热融化树脂部分加入薄膜导致冷却后薄膜和成

5、型制品之间附着力的增强。另一方面，来自热熔胶的热量会使薄膜软化，即PET薄膜，引起薄膜表面的小螺丝，损害印刷颜色导致不可预料的结果。致热残余应力的变形薄膜部分界面等,对于IDM造型也是富有挑战性的课题。嵌入式薄膜成型工艺的应用还有其他的一些目的。热传递在IDM内向空腔的垂直方向上和向表面涂层同样迟缓，因为这层薄膜是附在墙体空腔。此外，传热沿水流路径会形成不同的温度界限(薄膜)和核心表面(没有薄膜)。腔中的非均匀传热介绍了整个非均匀温度分布在成型过程中的方向和冷却阶段（图1）。非平衡流动前沿地位，严重翘曲/压

6、力零件的属性的其他影响，如非均匀结晶度和取向可能会出现由于不对称中腔壁面温度分布[3-8]。所有这些研究更侧重于加工特性。虽然从插入薄膜的热效应已报道[3,4,9,10]对模具温度的特点，通过模拟或测量的详细调查尚未报道。这是对了解在界面传热行为模具和熔体聚合物膜模诱导插入的薄膜。后来，人们可以继续履行有关的预言关于残余应力和变形，它是为更好的实际应用的塑料部件的重要的属性。图1：（a）对膜诱导熔体流动前沿地位不对称原理图（b）非对称融化，温度分布在这项研究中，不对称模具的温度分布方向垂直于空心壁，一个膜侧

7、附件是对IMD的处理的关键问题。为了在IMD的注塑成型模具的温度场薄膜效果研究，聚碳酸酯（PC）是在不同的注射成型包括冷却液的温度变化条件下，熔体温度，薄膜材料，薄膜厚度，薄膜初始温度。模具的聚合物（无片方）接口的温度和聚合物膜和膜模（片方）进行检测实验。为了了解聚合物膜界面温度在加工过程中的变化，热模拟与分析IMD过程进行，实验结果与数值结果进行比对。2.实验和模拟针对薄膜的注射成型实验材料是聚碳酸酯，Lexan力显HF1130，与1191.5kg/m3的密度，热电导率0.22W/m-℃，2100J/kg

8、-℃间的比热，提供的通用电气塑料。模具是由P20的钢与7850kg/m3的密度，热导率31.5W/m℃，比热的501.6℃的J/kg-℃。四方形板的尺寸98.5毫米，通过由98.5毫米1.2毫米，分别在日本沙迪克HSP100EH2注射成型注塑机完成。模具有一个20毫米风扇形门长27毫米1毫米的入口和一个5.5毫米大小的开始在结束浇道直径为7毫米。IMD的注塑成型条件如表1。该注射速度，充填时间，保压压力及保压时间