聚碳酸酯开关面板成型开裂机理及成型过程模拟

摘要

聚碳酸酯(PC)是一种综合性能优异的热塑性工程塑料,因为其具备优良的延展性、电绝缘性、透明性、尺寸稳定性、抗拉强度、冲击强度、耐化学药品性,以及较好的耐寒性和耐热性,普遍应用于车辆、建筑、电子电气、办公设备、包装制作、运动器材、医疗器材、日常用品、航空航天、电子计算机等领域。目前PC材料是增长最快的工程塑料之一。随着国内外市场对PC材料需求量的增加,其应用问题也日益凸显,PC材料的开裂问题,尤为突出。因此本论文依托相关校企合作研究项目,主要围绕聚碳酸酯(PC)材料在典型日常生活用品-开关面板零件的开裂机理以及对PC开关面板塑件的注塑成形过程进行了较全面系统的理论分析及现场试验,优化了其注塑成型工艺参数,较好地消除了PC开关面板制品在实际生产过程中所产生的开裂缺陷。
　　本文主要分为两部分研究：第一部分研究内容为PC开关面板塑件成型开裂机理分析,主要内容包括：(1)进行不同类型的PC材料特性测试试验研究：单向拉伸试验、材料的熔融速率测试、拉伸试样断口扫描电镜测试试验、不同类型的PC开关面板外壳塑件的抗开裂测试试验、不同类型的PC开关面板外壳高温存放测试试验、PC原料粒子DSC检测,透明PC开关面板塑件外壳内应力测试等多种物理测试试验,通过对这些物理测试试验结果进行理论分析及数据对比分析,整体把握PC料的注塑成型特性及PC开关面板塑件注塑开裂的机理。第二部分研究内容,主要包括：基于应用广泛的注塑成型专业CAE软件-Moldflow,对PC开关面板零件进行注塑成型流动模拟分析,研究涉及的内容主要包括：进行针对浇口位置优化设置、工艺参数优化设计、成型材料优化等的数值模拟试验,通过试验模拟结果,获得PC开关面板塑件的最佳注塑成型性能。同时基于Moldflow软件设计正交试验,分析模具温度、熔体温度、保压压力、保压时间这四个工艺参数对开关面板外壳收缩缺陷和翘曲缺陷的影 响,确定合理的PC开关面板外壳注塑工艺方案,这对优化PC料的注塑成型和模具设计具有重要的指导作用,能够大幅度降低新产品研发的时间和费用,同时能够较大程度提高一次试模的成功率,为企业节省成本,增加企业的竞争力。

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第一章 绪 论

1.1选题的来源、背景和意义

1.2塑料制品的开裂机理

1.3 影响注塑制品内应力的因素

1.4国内外研究现状

1.5 本文工作的主要内容

第二章 聚碳酸酯开关面板及原料试验测试

2.1拉伸试验

2.2熔体流动速率测试试验

2.3拉伸断口扫描电镜分析

2.4应力偏光仪检测内应力试验

2.5溶剂法检验内应力试验

2.6高温存放试验

2.7 差式扫描量热（DSC）检测试验

2.8 本章小结

第三章 聚碳酸酯开关面板注塑成型模拟试验研究

3.1一种开关面板外壳注射模拟分析

3.2 一种开关面板支架的模拟分析

3.3 本章小结

第四章 聚碳酸酯开关面板成型性能正交试验

4.1基于Moldflow正交试验的开关面板外壳数值模拟试验及分析

4.2 有交互作用正交试验的开关面板外壳模流分析

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1研究结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果

致谢