摘要
随着医疗制品生产技术的发展，在医用注塑成型设备的制品精度、生产效率、成本控制等方面提出了更高的挑战。本课题以医用注塑机合模装置为研究对象，从注塑机合模装置的设计、模板及整体的有限元分析、合模机构的刚柔耦合动力学分析以及医用SEBS成型实验对收缩率的预测等几个方面展开以下研究讨论: (1)合模装置的设计主要分为肘杆机构的理论计算和医用注塑机的洁净化处理两方面。肘杆机构的设计参考以往的设计经验，推导并分析其受力和运动特性，以肘杆机构的行程比和放大比为目标进行理论计算并建立其三维模型。合模装置的洁净化处理包括:在肘杆机构内部创建密闭的润滑系统，以防止润滑油产生泄露污染医疗制品;使动模板与拉杆分离，以基座上的滑轨来完成动模板的支撑和滑动，并在导轨上加装特殊保护罩，避免润滑油的污染。 (2)注塑机在加工制品时，合模装置的每一个部件都会受到连续的动态冲击载荷，在这些动态冲击载荷的作用下，模板可能产生裂纹或疲劳破坏。基于有限元分析理论，从整体到零件分别对其进行静力学特性分析，校核应力集中和变形最大的区域，其强度是否满足使用要求。动模板的受力最为复杂，在保证其强度的前提下进行拓扑优化，以实现动模板的轻量化设计。 (3)以虚拟样机技术为基础，对合模装置的运动单元进行动态特性分析，模拟伺服电机通过丝杠带动模板完成开合模运动的过程。此外，从刚柔耦合动力学理论出发，将刚度较小的肘杆、连杆、拉杆等零件柔性化处理，完成刚柔耦合动力学分析。将其结果与刚体模型分析结果进行对比，发现刚柔耦合动力学分析在合模装置的运动特性和动力学特性分析中具有更好的真实性和可信度。 (4)以CAE数值模拟理论为基础，完成医用SEBS制品收缩率的模拟实验研究，并对模拟结果进行极差分析，得到制品收缩变形随工艺参数变化的效应曲线和最优工艺方案。并以圆柱形试样代替医用瓶塞进行成型收缩实验，探究成型材料SEBS(Kraton G2705)的最优工艺参数和体积收缩率，将实验结果与仿真实验结果进行对比，验证模拟实验方法对制品生产过程中收缩率变化规律的正确性和有效性。
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