期刊,工程塑料应用 2024年卷1期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

工程塑料应用

主　　编：王金立

出版周期：月刊

国际刊号：1001-3539

电子邮箱：epa@epa1973.com

电　　话：0531-85878057

邮政编码：250031

地　　址：济南市天桥区田庄东路3号

工程塑料应用/Journal Engineering Plastics ApplicationCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊为专业技术性刊物。报道国内外工程用树脂、塑料及其复合材料、功能材料等高分子材料的研究、开发、加工与应用等方面的科研成果及技术改进经验。主要栏目有材料、加工、应用、测试、综术、简讯等，读者对象为从事高分子材料科研、生产及应用的工程技术人员及相关专业高校师生。

正式出版

收录年代

基于Moldex 3D与正交试验的离心泵泵头注塑工艺优化

李秉辉张佰城黄兆阁

70-76页

查看更多>>摘要：以商用离心泵泵头为研究对象,运用Moldex3D模流分析软件对其注塑成型过程进行了模拟.根据产品的结构特点设置了三种浇口方案,通过对注塑过程的模拟分析选出最佳方案来获得模具设计思路并预测制品成型后可能存在的质量问题.结果表明,平衡进浇方案的制品具有最好的综合性能,制品的翘曲变形量为1.588 mm,体积收缩率为2.444％.确认最佳浇口方案后,将充填时间(A)、保压时间(B)、冷却时间(C)和模具温度(D)作为实验因素,采用田口法构建五因素四水平的正交试验来获得最佳工艺参数,并使用极差和方差分析对结果进行置信度检测.以翘曲总位移结果为主要权重对象,通过极差分析确定了成型参数的最优组合为A1B1C1D1,方差分析则验证了极差分析的结果置信度高于99％.相较于初始方案,制品的翘曲变形量从1.588 mm降低至1.214 mm,降低了23.6％;冷却时间降低至10 s,降低了40％.得知模流分析技术的使用让产品的质量和生产效率都得到了明显的优化,为预测塑件性能、降低生产成本、提高生产效率提供了一种可行的方式.

关键词：

Moldex3D正交试验注塑成型离心泵模流分析

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黏结剂辅助微流控芯片异种键合及可行性探究

李疏桐刘坡黄继杰韩鹏彪...

77-83页

查看更多>>摘要：以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、铝合金Al5052为研究对象,采用黏结剂与热压键合相结合的方法,分别进行了PMMA-PS、PMMA-Al5052异种键合正交实验.旨在探讨键合层厚度及表观形貌的变化规律,研究键合温度、压力和时间对异种键合强度的影响.结果表明:键合层厚度随温度和压力的增大而减小,而时间对键合层厚度无明显影响;聚酰亚胺(PI)辅助PMMA-PS和PMMA-Al5052的键合强度受时间影响最大,温度次之,压力最小;而溶解PMMA粉末的丙酮溶液[丙酮溶液(PMMA)]辅助PMMA-Al5052的键合强度受压力影响最大,温度次之,时间最小;同参数下PMMA-PS的键合强度远高于PMMA-Al5052.分别确立了异种键合的最优参数并得到了对应的键合强度:PI辅助PMMA-PS键合的最优参数为105℃,50 min,2.5 MPa,对应键合强度0.87 MPa;PI辅助PMMA-Al5052键合的最优参数为110℃,50 min,1.25 MPa,对应键合强度0.21 MPa;丙酮溶液(PMMA)辅助PMMA-Al5052键合的最优参数为110℃,2.5 MPa,20 min,对应键合强度0.41 MPa,均高于正交实验设计方案中的所有结果.参数一定时,PMMA-PS的键合强度远高于PMMA-Al5052的键合强度.采用丙酮溶液(PMMA)辅助键合PMMA-Al5052时,键合强度高于PI辅助的键合强度.

关键词：

异种键合黏结剂聚甲基丙烯酸甲酯聚苯乙烯Al5052键合层形貌键合强度

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聚碳酸酯气体辅助注射成型制品内应力分布及改善工艺

代战胜蒋晶何佳帆

84-88,101页

查看更多>>摘要：聚碳酸酯(PC)注塑制品出模后在无外加约束条件下内部应力得不到松弛释放,易导致制品产生开裂,严重影响制品的服役性能.为探究PC制品内应力分布规律,找到有效降低内应力的工艺措施,基于气体辅助注射成型(GAIM)工艺和自行设计制造的带有半圆形加强筋的平板试验模具,结合光弹法和溶剂检测法,研究GAIM制品内应力的分布特点,讨论注气压力和气体保压压力两种工艺参数对GAIM制品内应力的影响规律,提出两种改善制品内应力的工艺方法.研究发现:通过光弹法观测到的应力条纹分布与溶剂浸泡后的裂纹开裂区域一致,即GAIM制品末端及边缘处内应力较大,沿气道两侧应力分布较均匀;较高的注气压力和较低的气体保压压力可以更加有效减小GAIM制品的内应力;通过对GAIM制品24 h即时退火和延长二次注气的卸压时间可以有效降低制品内应力.

关键词：

气体辅助注射成型聚碳酸酯工艺参数内应力退火

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基于回归分析和GA-BP神经网络算法的3D打印件弯曲性能预测

白鹤杨鑫杨瑞琦刘亚明...

89-94页

查看更多>>摘要：为进一步探究熔融沉积成型(FDM)3D打印参数和制件弯曲性能之间的关系,创建合理的FDM 3D打印制件弯曲强度预测模型.根据正交试验L16(45)的设计原则和神经网络算法模型的构建要求,按照不同分层高度、填充密度、打印温度、打印速度以及外壳厚度五种因素,制备25组试验试样,并进行弯曲性能检测.随后通过建立GA-BP神经网络模型、传统BP神经网络模型以及多元回归方程模型,分别对FDM 3D打印制件弯曲性能进行预测,并将预测数据与试验测试数据进行对比.通过对比发现,GA-BP神经网络模型预测数据与试验测试数据更为接近,其平均误差为3.71％,且误差值整体波动最小,BP神经网络模型与多元回归方程模型预测精度相差不大,BP神经网络模型预测平均误差为8.05％,多元回归方程模型预测平均误差为9.07％,但多元回归方程误差值整体波动最大.因此,采用GA遗传算法优化后的BP神经网络模型在进行FDM 3D打印制件弯曲性能预测方面具有更高的精度和更良好的稳定性.

关键词：

回归分析GA-BP神经网络3D打印弯曲性能预测

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内牙水管接头的注塑模具设计及CAE仿真

李波罗善明李毅陈志杭...

95-101页

查看更多>>摘要：针对一端带有内螺纹和另一端为光孔的水管接头,设计了一套带有齿轮传动+抽芯液压缸的自动脱螺纹机构和斜导柱侧抽芯机构的三板式注塑模具.首先,结合塑件的结构特点,确定了点浇口进胶以及浇口位置和直流循环式的冷却回路,利用模流仿真分析软件moldflow对确定的模流分析模型进行注塑成型工艺过程模拟分析.结果表明,塑料熔体的充填时间、缩痕指数、气穴分布以及翘曲变形量等成型工艺参数都在合理范围之内,验证了浇注系统和冷却系统设计的合理性.其次,对模具结构进行设计,将主分型面取在塑件的轴心面上,其余两个分型面顺序分型实现浇注系统凝料的自动脱落.由于塑件为带内螺纹的管状零件,针对内螺纹脱模难的问题,设计了齿轮传动机构驱动螺纹侧型芯旋转和抽芯液压缸的直线移动的两套运动机构实施自动脱螺纹,塑件光孔部分的成型和抽芯采用斜导柱侧抽芯机构来实现.通过模流分析,验证了模具结构的合理性,并且缩短了模具设计的开发周期,有效地提高了塑件的成型质量.

关键词：

水管接头自动脱螺纹模流分析抽芯机构注塑模具

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高压连接器插座外壳模具设计与多目标注塑工艺优化

韩国泰翟林胡海朝

102-108页

查看更多>>摘要：以高压连接器插座外壳为研究对象,进行模具设计和注塑工艺优化,在模具设计方面,将点浇口方案改为牛角式进胶方案,使模具结构由三板模简化为两板模.将牛角式浇口设计为嵌件结构,方便电火花成型加工,也方便浇口断裂时及时清理.为提高冷却效率,型腔部分采用环绕式水路设计,型芯部分采用水井式水路设计.由于产品下半部分壁厚较小,采用"圆顶杆+扁顶杆"结合的顶出方式,解决产品难以脱出的问题,同时顶杆与顶杆孔的间隙可以跑气,解决型芯狭窄区域的困气问题.使用Moldex3D对浇注系统、冷却系统设计方案进行仿真分析,验证设计方案合理,并获取初步注塑工艺参数.在工艺优化方面,以体积收缩率标准差和最大翘曲量为响应进行多目标注塑工艺优化,采用"正交试验+响应曲面实验"的方法优化,当熔体温度为228℃,保压压力237.5 MPa,保压时间5.88 s时多目标工艺参数最优,输入Moldex3D软件进一步模拟,得到体积收缩率标准差为0.937％,降低45.39％;最大翘曲量为0.181 mm,降低21.30％,说明优化方案可行.

关键词：

注塑模具设计注塑工艺正交实验响应曲面实验多目标注塑工艺优化

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基于Moldflow的排水泵过滤网注塑工艺优化与模具设计

周俊杰陈秋凡冯文蒋莹莹...

109-115页

查看更多>>摘要：利用Moldflow对塑料排水泵过滤网的注塑成型过程进行仿真,通过对其结构分析制定了合理的浇口位置和冷却水路.利用三因素三水平正交试验,研究了熔体温度(A)、充填压力(B)和开模时间(C)对于塑件翘曲变形的影响,得出较优的工艺参数组合为A1B3C3,即熔体温度220℃,充填压力80％,开模时间6 s,此时塑件的最大翘曲变形量为0.6328 mm,与优化前相比降低了10.37％.最后依据Moldflow的分析结果,利用UG软件对注塑模具的结构进行了设计,根据塑件卡扣的结构特点,型腔采用整体式结构,型芯设计为组合式(主型芯+滑块)结构,并采用三组"斜导柱+滑块"式侧向抽芯机构解决脱模问题.为实现顺序脱模,借助尼龙塞以增加定模板与动模板之间的开模阻力,设计了内置式"小拉杆+拉杆套"结构的定距分型机构;考虑到塑件形状和模具结构与成本,设计了沿塑件侧壁轮廓排布的圆推杆脱模机构;为避免气纹、气穴等缺陷的形成,在型腔处设计了排气槽结构.该模具结构设计较为合理,可为其他结构相似塑件的模具设计提供有益参考和指导.

关键词：

排水泵过滤网模流分析正交试验注塑成型模具设计

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单向CF/PA6复合材料性能劣化及老化寿命预测

余冰任天翔缪宏超陈立峰...

116-122页

查看更多>>摘要：利用热压成型工艺制备出碳纤维(CF)/尼龙6(PA6)复合材料单向板,并将复合材料试样置于蒸馏水热水浴中,分别在25,60,80℃下进行不同时间的湿热老化,再对湿热老化后复合材料试样进行吸湿测试、三点弯曲测试、微观形貌表征,探究复合材料的吸湿规律、力学性能劣化规律和微观形貌变化,并对复合材料的长期寿命进行预测.结果发现,复合材料在25,60℃下的吸湿行为基本符合Fick扩散定律,而80℃下在老化最后阶段出现了背离Fick扩散定律现象.复合材料的弯曲强度随老化温度、老化时间的增加呈下降趋势,分别在25,60,80℃下老化120 d后,试样弯曲强度分别下降了22.78％,25.0％,26.25％.但是老化温度、老化时间对弯曲弹性模量无显著影响,且CF与PA6树脂之间的界面黏合性能随着温度、时间的增加逐渐变差.以绍兴2021年平均温度作为服役温度,基于加速老化测试模型和阿伦尼乌斯理论建立了CF/PA6复合材料在服役环境下剩余弯曲强度的预测模型,可预测到1400 d后,CF/PA6复合材料的弯曲强度保留率在64.8％左右.

关键词：

CF/PA6复合材料吸湿行为弯曲性能微观形貌寿命预测

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长碳链脂肪族聚酰胺酰亚胺溶液的动态流变性能

史越王标兵

123-127页

查看更多>>摘要：为了提供半芳香族聚酰胺酰亚胺(PAI)溶液纺丝所需的基础流变性能数据,以不同二元酸酐、氨基十一酸、己二胺为原料合成了三种不同分子结构的长碳链脂肪族PAI,采用旋转流变仪研究了其溶液的动态流变特性,分析了溶液温度、浓度及分子链结构对溶液流变行为的影响.研究结果表明,三种PAI的间甲酚溶液都为假塑性流体,表现出明显的切力变稀现象.储能模量(G′)、损耗模量(G″)、复数黏度(η*)均随着温度升高而下降但随着PAI浓度上升而逐渐变大;在同一种PAI溶液温度和浓度条件下,G′与G″存在动态流变特性值(Gc).在低频区,G′大于G″,PAI溶液主要表现出弹性,而在达到Gc值后的高频区,G′小于G″,PAI溶液主要表现出黏性;另外,随着温度升高,动态流变特性值向着高频区移动,同时G′小于G″,PAI溶液表现为黏性.

关键词：

脂肪族聚酰胺酰亚胺动态流变特性假塑性流体

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玻纤增强尼龙6材料水煮后性能变化

陆龙威颜菲卢津强周立辉...

128-131,145页

查看更多>>摘要：玻纤增强尼龙6材料因其独特的材料特性在使用过程中会吸水,进而会引起性能和尺寸的变化,在实际的使用过程中材料性能是处于一个动态的变化过程的,会对产品造成应用功能的波动.为了更好地掌握此变化规律,进而在使用过程中进行控制,通过研究水煮时间对玻纤增强尼龙6材料吸水率的影响,分析不同吸水率下物理性能和尺寸的变化;再将煮水后的尼龙6复合材料放置在23℃±2℃,相对湿度为50％±5％的标准环境中对其吸水率的变化及物性性能的变化进行研究分析,得出变化规律曲线图.结果表明:玻纤增强尼龙6材料吸水速度和水温存在较大关系,水温越高吸水率越快,吸水后其拉伸强度、弯曲弹性模量等刚性指标下降,冲击强度指标则上升;在23℃±2℃,相对湿度为50％±5％的标准环境放置后随着时间的增加,复合材料的吸水率会趋向一个平衡值,拉伸强度、弯曲弹性模量、冲击强度等指标会有不同程度的变化;最终得出30％玻纤增强尼龙6材料的饱和吸水率在6.67％左右,平衡吸水率值在2.53％左右,在实际应用中可参考此值进行水处理.

关键词：

玻纤增强尼龙6吸水率水煮拉伸强度冲击强度

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