挤出吹塑成型中压力的变化对中空工业制件壁厚的影响

摘要

挤出吹塑成型具有生产成本低、成型性能优越、适应性强等优点,广泛用于各种中空容器及一些复杂的中空工业制件的成型。但挤出吹塑成型制件普遍存在壁厚不均匀的问题,严重影响制品的质量和使用性能,成为制约挤出吹塑成型发展的最大瓶颈。　　本文以中空工业制件――塑料油箱为研究出发点,分析了压力条件对制件壁厚的影响,通过改变压力条件寻找提高中空制件壁厚均匀性的优化方案。　　首先,对聚合物流体类型及流变特性进行研究和分析,为POLYFLOW流体模拟实验提供理论依据。　　其次,通过POLYFLOW软件数值模拟实验,分析型坯吹胀过程中型坯变形情况和预测制件壁厚分布,提出并论证了利用局部抽真空吹塑成型工艺方案的可行性,为模具的优化提供指导。　　第三,提出吹胀压力大小、吹胀压力时间和吹胀压力位置三个因素,设计三水平三因素的正交实验方案。利用方差作为评判制件壁厚均匀性的指标,分析实验数据得出最佳方案:吹胀压力大小为0.3~0.5Mpa、吹胀压力时间为10~15s、吹胀压力位置为距油箱制件口部深度40mm。　　第四,通过真空吸附技术(抽真空)与挤出吹塑共同作用,分析所得制件壁厚分布情况,得出在型坯吹塑前7s抽真空效果最佳。验证了局部抽真空对优化中空工业制件壁厚均匀性的巨大作用,提出一种优化中空工业制件壁厚分布的有效措施。　　本论文的研究将吹塑成型CAE分析和优化模具设计有机的结合在一起,通过实验验证,具有较高的实用价值。通过局部抽真空吹塑成型技术,大大提高了中空工业制件壁厚的均匀性,为中空工业制件的壁厚优化提供一种有效方法。

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1 绪 论

1.1 背景

1.2 国内外关于压力对型坯吹胀的研究现状

1.3 本课题的主要内容和意义

1.4 本课题的主要任务

1.5 本课题的创新点

2 计算流体动力学基础理论

2.1 计算流体动力学理论

2.2 基本方程

2.3 挤出吹塑CAE

2.4 本章小结

3 型坯吹胀POLYFLOW数值模拟

3.1 POLYFLOW软件简介

3.2 模型的理论分析

3.3 GAMBIT前处理

3.4 POLYFLOW求解

3.5 FIELDVIEW后处理

3.6 本章小结

4 吹胀过程中压力的作用及理论研究

4.3 局部抽真空吹塑成型理论

4.4 真空理论

4.5 真空系统

4.6 本章小结

5 物理实验

5.1 实验模具

5.2 实验设备

5.3 实验原料

5.4 实验过程

5.5 正交实验设计

5.6 实验方案

5.7 局部抽真空优化制件壁厚

5.8 本章小结

6 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 应用与展望

致谢

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果