复杂结构光学元件注射成型工艺参数优化.pdf

《复杂结构光学元件注射成型工艺参数优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、房小艳，等：复杂结构光学元件注射成型工艺参数优化27复杂结构光学元件注射成型工艺参数优化术房小艳陈俊云赵清亮(哈尔滨工业大学机电学院，哈尔滨150001)摘要利用Taguchi试验设计法，以成型过程中的保压压力、保压时间、注射时间、熔体温度、模具温度5个工艺参数作为影响因素，设计了L27试验矩阵进行CAE仿真实验。以减小透镜注塑件翘曲变形为目标，通过计算信噪比，获得了最4L．-v-艺参数组合，为下一步工艺设计提供计算和实验依据。关键词注射成型翘曲工艺优化Taguchi试验设计法全内反射一折射(TIR—R)聚光器是应用于聚试验中影响性能参数的全部信息。通过Taguchi光光伏系统的具有复杂结

2、构的透镜组合，其光学效试验设计法，可以用数目较少的试验找出所有因素率对整个聚光光伏系统的光电转换效率起主要决定及对应水平下的最优水平组合和试验因素对试验指作用E-23。在该聚光器的制造过程中，全内反射主标的影响度。在Taguchi试验设计中，采用信号噪透镜的制造误差在很大程度上决定着聚光器的光学声比(简称“信噪比”)作为试验稳定性的评价标准。效率。这是因为全内反射主透镜由高深宽比的菲涅Taguchi试验设计法根据不同水平的噪声计算耳槽和中心非球面组成，结构非常复杂，如图1所信噪比，利用信噪比作为衡量因素重要性的标准，通示。注塑试验之前的仿真分析和工艺参数优化是提过正交试验得到受噪声影响最小

3、的试验即最大的信高注塑件质量非常有效和快捷的途径，为了尽量降噪比，由此对试验进行优化。本试验的目标值翘曲低由注射成型过程而引起的光伏聚光器的制造误变形越小越优，全内反射主透镜注塑件的品质越佳。差，注射成型之前进行仿真分析和工艺优化是非常将信噪比记作k，其计算公式如式(1)：关键的一步。一101g(1砉y)(1)式中：Y为第i次试验结果，n为试验次数。k越大，试验结果越好。2试验部分2．1Taguchi正交试验矩阵Taguchi试验设计法提供了固定的正交试验矩图1TIR—R透镜组合三维结构图阵。一旦试验因素和各个因素的水平确定，对应的注射成型工艺优化是一个多因素的优化问题，正交试验矩阵就确定

4、，要严格按照该矩阵进行试验。试验设计是研究与处理多因素试验的一种科学方笔者主要研究保压压力(A)、保压时间(B)、注射时法j。数值模拟技术可以辅助优化工艺，但目前针间(c)、熔体温度(D)、模具温度(E)5个工艺参数对复杂结构注塑件，CAE技术仅仅通过反复验证一对全内反射主透镜注塑件质量的影响。工艺参数的修改过程来进行工艺优化，既浪费时间又得不到最水平和取值根据所选材料的推荐工艺范围和实践经验制定，相应的试验水平和因素如表1所示。在试优解。笔者结合CAE技术和Taguchi试验设计法设计了27试验矩阵，对全内反射主透镜成型过程进验方案设计中，考虑了保压压力和保压时间的交互作用，试验按照L2

5、7(3”)正交试验方案前7列设计，行仿真，较全面地研究了保压压力、保压时间、注射表2给出了试验用正交矩阵的工艺参数水平，表中时间、熔体温度、模具温度5个工艺参数及保压压力A×B表示保压压力与保压时间的交互作用，1、2、3与保压时间的交互作用对注塑件质量的影响，分析各工艺参数的影响规律，并优化成型工艺。“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题1Taguchi试验设计法(2009ZX04001—101，2009ZX04001—151)、CAST创新基金重点项目Taguchi试验设计法主要基于一定的规则设计(CAs12O0817)正交试验矩阵，确保以最小数目的试验获得全因素收稿日期：201

6、0—04-1028工程塑料应用2010年，第38卷，第6期表示各工艺参数的水平数。表1试验因素水平表水平因素A／MPaB／SC，sD／℃E／℃11oo25．O1．5220602ll532．52．324070313O40．03．O26080■0O．0．21506150739l68n1lm表2Taguchi试验正交矩阵的工艺参数水平图2初始工艺参数分析结果序工艺参数水平设置序工艺参数水平设置号AA×曰CDE号』4日×BCDE对正交试验矩阵中的27组工艺组合分别进行3次11l1l111522313l2CAE试验，并将翘曲变形结果记人表4。2l1l122162312123表4各组工艺条件下的试验结

7、果31111331723】2231试验序号。翘曲变形量／Illm信噪tfJdU4122211182312312噪音一噪音0噪音+5122222193l321321O．22l9O．21890．221313．1261222332O31322132O．1862O．18220．18l314．74713331121313232130．20180．2l360．220713．478l33322223213l3240．22l9O．2l8