moldflow在微發(fā)泡成型中的運(yùn)用

1、Moldflow在微發(fā)泡成型中的運(yùn)用微發(fā)泡(MuCell)是指以熱塑性材料為基體，通過(guò)特殊的加工工藝，使制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限，可明顯減輕制件重量和縮短成型周期，大大降低設(shè)備的鎖模力，內(nèi)應(yīng)力和翹曲小，平直度高，沒(méi)有縮水，尺寸穩(wěn)定，成型視窗大等優(yōu)勢(shì)。微孔發(fā)泡塑料相對(duì)未發(fā)泡塑料有更高的沖擊強(qiáng)度、韌性和疲勞壽命，特別是近年流行的木塑材料經(jīng)過(guò)微孔發(fā)泡后，其機(jī)械性能有了很大提高。1. 微發(fā)泡成型基本原理微發(fā)泡成型過(guò)程可分成三個(gè)階段：首先是將超臨界流體(二氧化碳或氮?dú)?溶解到熱融膠中形成單相溶體；然后通過(guò)開(kāi)關(guān)式射嘴射人溫度和壓力較低的模具型腔，由

2、于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在制品中形成大量的氣泡核，這些氣泡核逐漸長(zhǎng)大生成微小的孔洞。發(fā)泡后的制品橫切面放大圖如下，我們從中可以明顯看到表層還是未發(fā)泡的實(shí)體層，這是由于模具溫度較低，表面樹(shù)脂冷卻迅速，細(xì)胞核沒(méi)有成長(zhǎng)的時(shí)間，所以還是未發(fā)泡的實(shí)體。2. 微發(fā)泡的加工流程概要首先氮?dú)饣蚨趸冀?jīng)過(guò)超臨界流體控制系統(tǒng)產(chǎn)生超臨界流體，再輸出到射人界面，通過(guò)射入界面打人注塑機(jī)螺桿的攪拌區(qū)，熱熔膠和超臨界流體在攪拌區(qū)內(nèi)充分溶解形成單相溶體，并在一定的恒定壓力下保持下來(lái)，當(dāng)注塑機(jī)發(fā)出射膠指令時(shí)，開(kāi)關(guān)式射嘴將會(huì)打開(kāi)將單相溶體射人模具的型腔中，形成微發(fā)泡產(chǎn)品。使用微發(fā)泡成型必須在注塑機(jī)上裝上特別的螺桿

3、和炮筒，工藝特點(diǎn)如下：、螺桿具有特殊的螺紋設(shè)計(jì)。超臨界流體被射人攪拌區(qū)后，需要特殊螺紋來(lái)切碎超臨界流體，使之與熱熔膠充分溶解從而形成單相融體。、單相融體必須保持在一定的高壓下才不會(huì)離析。Trexel注塑機(jī)的螺筒有單向止逆閥和開(kāi)關(guān)式射嘴設(shè)計(jì)，從而在螺筒前端的射出段形成一個(gè)密閉高壓區(qū)間。下圖用汽水瓶形象地進(jìn)行了說(shuō)明：注射時(shí)，開(kāi)關(guān)式射嘴打開(kāi)，就如同汽水瓶的蓋子被打開(kāi)一樣，單相融體瞬間注人模具型腔開(kāi)始發(fā)泡。用戶(hù)也可以在現(xiàn)有注塑機(jī)上進(jìn)行升級(jí)，更換為T(mén)rexel特制的設(shè)備，如螺桿、螺筒，加裝注射器和射入界面系統(tǒng)，外接一個(gè)超臨界流體控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，也可以購(gòu)買(mǎi)一些品牌已整和了這些特制部件的新注塑機(jī)。微發(fā)泡

4、成型的螺桿和螺筒是定制件，考慮與注塑機(jī)規(guī)格的配合，一般選用相若的螺桿直徑，長(zhǎng)徑比通常是22：1或24：1，比普通的較長(zhǎng)些。值得一提的是，加裝了微發(fā)泡設(shè)備之后，仍可以很方便切換回傳統(tǒng)注塑，用戶(hù)可以根據(jù)需求靈活安排生產(chǎn)。3. 微發(fā)泡成型的優(yōu)點(diǎn)微發(fā)泡成型具有很多的特點(diǎn)：樹(shù)脂黏度降低令流體的流動(dòng)性更高，這樣可以減低溶膠的溫度，模溫和射膠壓力低，塑件穩(wěn)定，成型視窗大。MuCell工藝通過(guò)下列途徑降低了生產(chǎn)的成本：. 樹(shù)脂黏度降低：易成形薄壁件, 低的注射壓力/鎖模力. 強(qiáng)度/剛度提高. 制品重量降低(40%). 降低鎖模力40-80，減少毛邊，降低能耗，延長(zhǎng)了模具壽命. 可以考慮使用更低噸位的注塑機(jī)或使用多模腔. 尺寸更穩(wěn)定，減少變形，沒(méi)有縮水的部件. 注塑周期縮短20-30，增加生產(chǎn)效率，降低能耗，從而降低運(yùn)營(yíng)成本4. Moldflow在微發(fā)泡成型中的運(yùn)用Moldflow軟件可模準(zhǔn)確模擬超臨界熔體在型腔內(nèi)的流動(dòng)，以及微泡在型腔內(nèi)的壓力和氣泡半徑，還可預(yù)測(cè)微發(fā)泡成型對(duì)翹曲的影響；下圖為實(shí)測(cè)微泡直徑和Moldflow計(jì)算公式。案例1：短射分析案例2：案例3：案例4：5. 總結(jié)綜上所述，在Moldflow客戶(hù)不懈的支持下，Autodesk Sim