李爽
,
王利霞
,
李倩
,
郑谏齐
,
王心超
,
秦智慧
,
申长雨
高分子材料科学与工程
微注塑成型中,聚合物熔体在型腔中的流动形态与传统注塑中有很大的不同,研究成型工艺条件对微注塑制品形态结构的影响对控制微制品形态结构、提高微制品性能具有重要的意义.文中以等规聚丙烯(iPP)为原料,采用单因素实验,研究注塑成型中熔体温度和注射速度两个主要工艺参数对1mm和200μm厚微制品形态结构的影响及微制品中的一些特殊的形态结构现象.实验结果表明,1mm厚微制品的形态分布呈典型皮芯结构,而200μtm厚微制品观察不到有非晶冷冻层和球晶结构,全部是具有明显shish-kebab结构的剪切层.
关键词:
等规聚丙烯
,
微注塑成型
,
形态结构
,
注射速度
,
熔体温度
王心超
,
王利霞
,
张勤星
,
申长雨
,
李倩
高分子材料科学与工程
微拉伸试样的设计,是成功测试微尺度下力学性能的关键.文中设计了不同厚度微拉伸试样及相应的微注塑模具,分析了模具设计及尺度效应对微拉伸试样充填行为的影响,并研究了工艺参数对不同厚度微试样(0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm)充填行为的影响.短射实验表明,随着微试样厚度减小,在微试样有效拉伸长度内,熔体流动前沿呈现为一维平板流动;4个厚度下,0.5mm厚的熔体流动性明显优于其它3个尺寸.工艺影响实验表明,随注射速度、模具温度、熔体温度工艺参数的增加,熔体流动性增强.
关键词:
微注塑成型
,
微拉伸试样设计
,
流动特性
,
尺度效应
徐斌
,
王敏杰
,
于同敏
,
赵丹阳
高分子材料科学与工程
针对复杂微型腔制作的难点,基于紫外光刻电铸(UV-LIGA)技术和掩膜腐蚀的方法加工了细胞皿微型腔.以聚丙烯(PP)进行单因素充模流动工艺试验,通过极差分析,研究了注射速率、模具温度、熔体温度、保压压力和保压时间对微制品成型质量的影响规律.注射速率对提高充填率起主要作用,模具温度和熔体温度是次要因素,而保压压力和保压时间相对其它因素对充填质量影响较差,但必须保持在一个较高的水平.在获取优化工艺参数后,获得合格的制品.因此基于UV-LIGA技术和掩膜腐蚀的方法制作复杂结构微型腔对于微注塑成型是可行的.
关键词:
微注塑成型
,
细胞皿
,
紫外光刻电铸
,
成型工艺
于同敏
,
贝海鑫
高分子材料科学与工程
微注塑成型中的粘性耗散效应引起的熔体充模流动行为变化，直接影响微塑件的成型质量。应用双料筒毛细管流变仪与微尺度口模和高精度温度传感器等组成的测量装置，对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）熔体以不同剪切速率和口模入口温度，流经直径350μm和500μm而长径比不同口模时的粘性耗散效应进行了实验测量和数值模拟。结果表明，微通道中的熔体粘性耗散效应随剪切速率的增加而明显增强，随通道直径的减小和入口熔体温度的升高而减弱；但通道直径一定时，长径比的增大也会导致粘性耗散作用增强。
关键词:
微注塑成型
,
充模流动
,
粘性耗散
,
出口温升
郑谏齐
,
王利霞
,
张勤星
,
李倩
,
申长雨
高分子材料科学与工程
文中基于一组薄壁微制品的微注塑成型实验,研究熔体温度和注射速度对厚度为1.0 mm和500 μm微制品形态结构的影响.实验结果表明,这两种微制品都呈现出一种相似的皮芯结构,但不同于传统注塑制品4层或5层结构,微制品只有冷冻层、剪切层和芯层3层结构.随着注射速度的提高,在厚度方向上剪切层比例增大,当注射速度超过一定值后,呈现无芯层结构;随着熔体温度的提高,500 μm微制品形态变化不大,1.0mm微制品芯层小幅增厚.
关键词:
微注塑成型
,
等规聚丙烯
,
形态演化
,
注射速度
,
熔体温度
王利霞
,
李爽
,
王心超
,
卞宁
,
蒋林
,
李倩
,
申长雨
高分子材料科学与工程
针对100 μm和200 μm厚的2种超薄微制品,采用单因素实验,对等规聚丙烯微注塑制品的形态结构进行研究,并分析注射速度对超薄微注塑制品形态结构的影响.研究结果表明,超薄微注塑制品中呈现出2种典型的形态结构,200μn微制品厚度方向呈现出纯剪切层的无芯结构,剪切层内为明显的Shish-Kebab结构;100μtm厚微制品内部形态为含大比例柱晶结构的皮芯结构;广角X射线衍射结果显示无芯结构内形态沿流动方向呈现高度取向,且β晶含量微弱.含柱晶层皮芯结构的取向也较明显,且结构中有明显β晶存在.注射速度对超薄微注塑制品的形态结构、结晶度和取向度都有重要的影响,存在临界注射速度,当注射速度小于该临界速度时,制品内部结晶度、取向度随着注射速度的提高而提高.
关键词:
微注塑成型
,
形态结构
,
注射速度
,
串晶结构
,
柱晶结构
徐华
,
于同敏
,
徐斌
高分子材料科学与工程
微注塑成型中,聚合物熔体与微型腔壁面间的对流换热行为与常规注塑成型不同,对流换热系数也发生了变化。通过采用微模具和温度传感器,对聚丙烯（PP）、ABS和两种聚甲醛（POM）熔体,以不同注射速度填充厚度为0.510 mm和0.420 mm,表面粗糙度为0.062μm、0.393μm和0.695μm的不同微型腔时的模具温度分布进行测量,从而求得对流换热系数。结果表明,微注塑成型中对流换热系数,与聚合物材料热物理性质紧密相关,热物性参数值高的材料,对流换热系数也大;且随注射速度和型腔表面粗糙度的增加以及型腔厚度的减小而增大。
关键词:
微注塑成型
,
对流换热
,
型腔厚度
,
表面粗糙度
徐斌
,
王敏杰
,
卢玉斌
,
薛松
,
李光明
材料科学与工艺
针对微注塑成型过程中排气对塑件成型质量的影响,以细胞皿为研究对象,设计了带有抽真空装置的微注塑模具,通过测试,真空度达到-0.098 MPa.分别以聚丙烯（PP）和高密度聚乙烯（HDPE）进行成型工艺试验,当模具型腔未开设排气装置时,塑件流动前沿严重烧焦,严重影响了塑件质量.当有排气槽未抽真空时,在塑件的表面形成了微孔和暗纹;当抽真空时,塑件表面较光顺,成型质量较好.可见微型腔加工精度较高,熔体充模流动时气体不易排出,对熔体充填流动会产生严重影响,采用抽真空工艺对提高微塑件的成型质量至关重要.
关键词:
微注塑成型
,
细胞皿
,
抽真空
,
成型工艺
李爽
,
王利霞
,
李倩
,
张勤星
,
申长雨
高分子材料科学与工程
基于一组薄壁微制品的微注塑成型实验,研究不同尺度(100 μm、200 μm、500 μm、1mm)制品的可成型性及充填过程中的流动现象,获得注塑速度、模具温度和熔体温度对不同厚度制品充填性能的影响,并对成型过程中出现的流动不平衡现象及前沿面形状变化的机理进行了分析.结果表明,型腔充填率随着注塑速度、模具温度、熔体温度的升高而增大,且随着型腔厚度减小,制品实现完整充填越来越困难,工艺操作窗口变窄且注塑速度和模具温度都维持在高水平状态.
关键词:
微注塑成型
,
可成型性
,
流动平衡
,
工艺窗口
于同敏
,
李又民
,
徐斌
高分子材料科学与工程
微尺度通道中的高聚物熔体流动行为与宏观熔体流动有许多不同.基于对微注塑成型中的熔体充模流动特性的理论分析,建立了微小通道中熔体流动的表面张力模型,并以不同的表面张力系数和不同接触角,对矩形微通道中的熔体流动速度分布进行了数值模拟.结果表明,接触角小于90°时,熔体在通道壁面附近具有最大速度;接触角大于90°时,熔体在壁面处具有最大速度.无表面张力时,熔体填充流动所需时间明显长于有表面张力时的填充时间,即表面张力对微小通道中的熔体流动具有促进作用.
关键词:
微注塑成型
,
熔体流动
,
表面张力
,
数值模拟
