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工程塑料应用
工程塑料应用

王金立

月刊

1001-3539

epa@epa1973.com

0531-85878057

250031

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。
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    PLA超细纤维/非织造吸声材料的制备及性能

    孙少阳胡顺杰徐珍珍邢剑...
    57-63页
    查看更多>>摘要：目前石油基多孔吸声材料在市面上被广泛应用,在环保方面仍存在一系列问题亟待解决,因此需要开发绿色可降解的多孔吸声材料.首先以聚乳酸(PLA)纤维为原料,通过针刺非织造工艺制备了PLA针刺非织造材料,考察了针刺道数、纤维喂入量、针刺深度对非织造材料结构和吸声性能的影响.结果表明,较大的纤维喂入量和适当针刺深度能够显著提升非织造材料的吸声性能,在针刺道数8道和针刺深度5 mm下制备的面密度为300 g/m2的针刺非织造材料(PLA300-8-5)吸声系数可达0.56.采用静电纺丝技术制备不同形貌的PLA超细纤维,并将其与PLA300-8-5非织造基材复合,构建PLA超细纤维复合吸声材料,探究了纤维形貌及超细纤维膜厚度对材料吸声性能的影响,结果表明,多孔纤维及较厚的纤维膜可以有效增强吸声性能.PLA超细纤维复合吸声材料的构建为后续新型高效吸声材料的设计开发提供一定的理论基础.

    聚乳酸针刺材料纤维形貌复合材料吸声材料

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    民用飞机机翼翼尖端部全高度泡沫芯壁板制造技术

    苏霞刘训新李春媛张皓彧...
    64-69页
    查看更多>>摘要：民用飞机机翼翼尖端部组件结构为全高度泡沫夹芯壁板,由"C"形端隔板、尾边条、楔形块、泡沫芯、外蒙皮组成,型面公差要求严,装配关系复杂,制造过程极易引发内部无损与结构变形,对结构制造工艺的可行性与稳定性提出了严重挑战.通过对泡沫胶接质量验证、泡沫芯进行压缩试验验证,验证了胶膜黏接质量可靠性,同时得出泡沫芯厚度的1%作为蠕变压缩的工艺补偿量.采用AIRPAD-碳布叠层压力垫结构形式,使其在高温固化过程中进行膨胀从而有效进行压力均匀传递,保证端隔板零件制造厚度和消除表面皱褶.对外蒙皮加强层、整层、迎风面进行铺层展开可行性分析,对于无法展开区域按平行于纤维方向进行工艺分片,按照规范拼层错缝调整,在满足设计要求下进行剪口处理,从而保证料片外形与产品外形一致性.为控制组件共胶接质量,采用上/下组合模形式,组合模选用复合材料结构上半模,保证其具有随热压预浸料厚度下降而适应性形变的韧性.通过上述研究成功研制符合设计要求的合格产品并进行装机应用.

    复合材料泡沫夹芯壁板蠕变闭合模厚度控制

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    基于GA-BP-PSO算法的薄壁注塑件翘曲变形优化

    陈忠杭胡燕海沈加明倪德香...
    70-75页
    查看更多>>摘要：以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的塑料瓶胚零件为例,通过Moldflow软件设计浇注系统和冷却系统并进行有限元分析以优化零件的翘曲变形量.选定熔体温度、模具温度、保压压力、保压时间和注射时间为5个影响因素,设计了L16(45)的正交试验表.对正交实验数据进行了极差分析,得出了各因素对翘曲变形量的影响程度并获得较优工艺参数.通过GA-BP-PSO算法对工艺参数进一步优化,得到最佳工艺参数:熔体温度265℃、模具温度60℃、保压压力125 MPa、保压时间12.867 1 s、注射时间0.340 5 s.上述工艺参数对应的零件翘曲变形量为0.137 3 mm.最后通过Moldflow软件进行数值模拟,得到翘曲变形量为0.139 5 mm,较优化前的翘曲变形量0.179 6 mm,降低了22.33%.软件模拟值和经GA-BP-PSO算法得到的预测值仅相差1.60%,将优化后的工艺参数组合应用于实际生产中,所获得的产品符合生产要求,验证了GA-BP-PSO算法的准确性与可行性.

    翘曲变形Moldflow正交试验GA-BP神经网络粒子群算法优化

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    基于PAM-RTM的CFRP平板RTM工艺及孔隙缺陷仿真

    邹文涛孟宪明程从前宋通...
    76-82页
    查看更多>>摘要：树脂传递模塑(RTM)成型过程中不同工艺参数对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)构件质量和性能有极大影响.为了精准设计RTM成型参数,降低最终构件的孔隙缺陷含量,分析充模过程中两种尺度孔隙率的变化及在构件中的分布规律,基于PAM-RTM软件对CFRP平板模型RTM成型的充模及双尺度孔隙形成进行了仿真模拟.分析了不同树脂黏度、浇注压力对填充时间及宏观和微观孔隙分布、孔隙率的影响规律;在构件中选取了不同位置的横向轴线并对比轴上宏观/微观孔隙的含量及分布特征,分析随着距离浇注口位置变化孔隙率的变化规律.结果表明,在恒压浇注条件下,浇注压力越大,树脂黏度越小,填充时间越短;树脂黏度为0.1 Pa·s、浇注压力为1.5 MPa时,充模时间最小,为13.11 s.宏观孔隙率随浇注压力升高而减小,微观孔隙率则相反.宏观孔隙在开始填充一段时间后形成,孔隙率最终在出胶口达到最大值;微观孔隙则在填充初始阶段开始形成,孔隙率随着填充距离增加逐渐减小.3条横向轴上两种尺度孔隙率的变化趋势相近;浇注压力影响宏观孔隙开始形成的位置及微观孔隙结束形成的位置,并影响填充结束时的最大宏观孔隙率和填充开始时的最大微观孔隙率.

    树脂传递模塑双尺度孔隙模型孔隙缺陷PAM-RTM软件仿真

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    工艺参数对CCF/PEEK预浸料单束铺放尺寸的影响

    包蒙哲任永新刘晓军邹爱玲...
    83-90页
    查看更多>>摘要：热塑性预浸料铺放过程中单丝束尺寸对整体构件铺放质量有重要影响,为提高连续碳纤维增强聚醚醚酮(CCF/PEEK)复合丝材铺放成型质量,研究了工艺参数对其在铺放过程中的单束宽度和厚度的影响规律,并根据实验结果建立拟合模型.首先设计正交实验,研究了铺放速度、铺放压力、加热温度等铺放工艺参数对CCF/PEEK预浸料宽度和厚度变化的影响规律,并由上述研究所得的影响宽度和厚度的最显著工艺参数,分别开展单因素实验研究.正交研究结果表明,各工艺参数对丝束宽度的影响显著程度依次为加热温度>铺放速度>铺放压力,对丝束厚度的影响显著程度依次为铺放压力>加热温度>铺放速度.单因素实验结果表明,在丝束不发生失效的工艺参数范围内,丝束宽度随加热温度的升高而增大,随铺放速度的提高而减小,随铺放压力的增大而增大.丝束厚度随铺放压力的增大而减小.采用多元线性回归方法对各工艺参数综合影响丝束宽度进行拟合,验证计算结果表明,建立的模型拟合效果较好.

    自动铺丝正交实验连续碳纤维聚醚醚酮复合材料工艺参数

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    局部增强切片对3D打印FDM模型弯曲强度的影响

    王琛蒋旻翰张晨赟夏凌然...
    91-96页
    查看更多>>摘要：为了提高熔融沉积(FDM)3D打印模型的弯曲强度和比强度,通过Cura软件局部增强切片功能对聚乳酸(PLA)试样的中心区域进行了加强,使用FDM工艺制作了8组试样(包含0#参考组和1#～7#增强组),对各组试样进行三点弯曲实验,对比不同增强切片参数下PLA试样的弯曲强度和比强度.结果表明,随着局部增强填充密度的增大,PLA试样的弯曲强度先增大后减小;随着局部增强填充走线乘数的增大,PLA试样的弯曲强度逐渐增大;随着局部增强挤出倍率的增大,PLA试样的弯曲强度逐渐增大;与0#参考组相比,局部增强填充密度60%、局部增强填充走线乘数3、局部增强挤出倍率120%三种方式下PLA试样的比强度分别提高了16%,13%和5%,通过局部增强填充密度方式产生的比强度提升效果最好.因此,对于常规切片参数为填充密度20%、填充走线乘数1、挤出倍率100%的FDM模型,将局部增强区域填充密度设置为60%可以有效提高其弯曲强度和比强度.

    局部增强切片熔融沉积模型弯曲强度

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    基于改性PP成型的工控机电路板支撑架注射模设计

    王清张云汪伟芬熊建武...
    97-102页
    查看更多>>摘要：针对工控机电路板支撑架大型塑件的成型,选用了一种玻纤改性增强聚丙烯(PP)复合材料用于塑件的注射成型.模具结构为三板模结构,分3次开模打开.为保证塑件模腔充填均衡性、饱满性而设计了两个点浇口用于模腔的浇注.针对塑件二级子特征较多,特别是异型螺柱深筋位较多的特点,设计了多个局部镶件用于这些局部特征的成型,在提高局部成型镶件强度的同时,降低了这些成型件的加工难度.针对模腔局部位置排气难点,设置了多个透气镶件以增强排气.设置了锁扣机构、定距拉杆机构用于模具的开模闭模控制;设计了弹料机构用于流道废料的可靠脱模、定位机构以确保塑件的成型精度和模具工作寿命;3个滑块机构用于塑件侧壁直壁及直壁上侧孔的成型与脱模.模具结构形式合理,成型件便于加工且实用可靠,能为同类模具设计提供有益借鉴.

    聚丙烯复合材料玻纤改性工控机电路板支架三板模成型件设计模具结构

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    内置钢管式塑料托盘注塑模具设计及承重仿真分析

    叶星辉梁正华赖尚涛
    103-111页
    查看更多>>摘要：针对内置钢管式塑料托盘,详细介绍了模具主要结构设计,包括浇注系统、成型零部件、侧向抽芯、顶出系统、冷却系统以及排气系统的设计,并绘制了模具结构总装图,阐述了模具工作原理.由于模具结构复杂为四面滑块抽芯结构,故对于天侧倒扣区域采用"大滑块+液压油缸"的单侧抽芯机构,操作侧、非操作侧倒扣区域采用"大滑块+液压油缸"的两侧抽芯机构,地侧倒扣区域采用"斜导柱+大滑块"的抽芯结构,内侧倒扣区域则是采用一种新型交叉辅助杆斜顶抽芯结构,从而解决托盘脱模困难问题.此外,利用有限元分析软件Abaqus模拟托盘在静载荷、动载荷(叉车搬运)状态下的受力情况.由分析结果可知,托盘在两种状态下最大应力均未超过材料的屈服强度,说明托盘强度能够满足使用要求.最终进行实际生产,结果表明,设计的模具结构合理,安全可靠,成型后的托盘质量好,能够为同类托盘的设计提供参考依据.

    内置钢管式塑料托盘注塑模具模具设计承重分析

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    基于模压注塑一体工艺的麻纤维零件结构及模具设计

    施凯文沈亮涵唐高中何叶春...
    112-118页
    查看更多>>摘要：麻纤维复合材料的应用是实现汽车轻量化、汽车行业绿色、可持续发展的重要途径之一.针对麻纤维复合材料应用于汽车复杂零部件难以成型及模具成本高昂的问题,提出一种基于模压注塑一体成型的解决方案.首先将麻纤维/聚丙烯复合材料纤维板加热软化后放入模压注塑一体模具中进行模压成型,模具分型面采用插穿结构替代碰穿结构设计,模压过程通过分型面冲切零件轮廓,对于无法通过模压成型的产品背面定位安装结构和主体参数化特征采用注塑麻纤维/聚丙烯成型.模具采用倒装结构设计,模具定模侧设计热流道浇注系统及顶出机构,型腔设计可替换镶件用于冲裁和注塑主体的参数化特征.零件设计导流道连接产品背部独立的安装结构和主体参数化特征,模压结束后通过定模热流道点浇口填充导流道以成型产品背部独立的安装结构和主体参数化特征,待塑料结构冷却固化后,定模侧由油缸驱动的顶出机构将零件顶出脱离型腔.基于该成型工艺设计了一套模压注塑一体模具并运用于实际生产,通过实践证明,该模具结构稳定可靠,零件质量满足设计要求.

    麻纤维复合材料模压注塑成型工艺导流道倒装模具

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    PE-LLD散光膜氙灯加速老化行为及机制

    张怡王富龙钟颜阳钟安澜...
    119-125页
    查看更多>>摘要：农用聚乙烯散光棚膜可在较高透光率条件下提高雾度,将透过膜面的直射光转为散射光,促进膜内植株全维度获取有效光辐射.通过引入散光剂制备线型低密度聚乙烯(PE-LLD)散光膜,实现透光率90.99%、雾度62.29%,较空白对照膜透光率降低0.55%、雾度提高152.60%.耐老化性能是PE-LLD棚膜其他功效性能的基础保证,采用氙灯老化对PE-LLD散光膜进行加速降解,其宏观光学与力学性能变化趋势同空白膜一致,二者断裂伸长率分别在13 d时降至初始值40.58%与47.01%(完全老化).综合考察PE-LLD散光膜加速老化过程化学组成、结晶行为、晶粒尺寸及微观形貌变化规律,其老化过程随降解速度变化分3个阶段:老化前期分子链交联密度上升,二次结晶片段堆砌增大结晶度,降解缓慢;老化中期交联与降解并存,界面处散光剂脱落促使膜面破裂,片晶分布连续性降低,降解速度适中;老化后期分子主链降解加剧,膜面裂纹向纵深延展,力学性能快速降解至完全老化.研究表明,引入散光剂可在不影响PE-LLD棚膜宏观使用功能与老化降解性能的基础上有效提高雾度,实现散射光调控.

    线型低密度聚乙烯散光膜氙灯老化性能变化行为及机制

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