全电动注塑机注塑装置的设计与微结构塑件的工艺实验研究

摘要

伴随微纳米科学技术的发展，微型化发展趋势在全球日益增强，医疗产业、航空航天、精密仪器以及通信终端等应用领域对聚合物材料制品的微型化需求也越来越迫切。同时，对微小型制品的加工精度、材料的多样性、生产效率等方面的要求也越来越高。微注射成型技术在聚合物材料、金属、陶瓷的微成型应用领域中发展突飞猛进，已成为各种精密微结构制品成型加工技术的研究热点之一。采用伺服电机驱动的全电式注塑机以其高可靠性、高响应特性、高重复精度、节能低噪以及绿色环保等特性在微注射成型领域得到了广泛的应用。伴随电子工业高密度封装和微型化的发展，在各应用领域内种类繁多的电子系统中，接插件作为连接不同电路、电子元器件的桥梁，也向着微型化趋势发展。
　　本课题在调研分析国内外全电式注塑机基础上，经理论计算与三维建模完成了1300kN全电式注塑机注塑装置的方案设计;选取微接插件作为微结构制品研究对象，通过模拟与实验研究了工艺参数对微接插件翘曲变形与复制度的影响。主要研究内容如下:
　　(1)调研分析国内外同等规格全电式注塑机注塑装置的参数及方案，经过理论计算与实际配件（伺服电机、滚珠丝杠等）的选型，确定本课题注塑装置部分的参数;然后依据以上参数及配件选型结果，借助Solidworks建模软件设计全电动注塑装置的结构方案。
　　(2)接插件在注塑成型过程中常见的缺陷之一便是翘曲变形。因此，借助Moldflow模流分析软件对液晶聚合物微接插件的注射成型过程进行仿真模拟，以翘曲变形量为评价指标，采用L16(45)正交表进行模拟分析设计，研究压力百分比、保压时间、熔体温度、模具温度、注射速度这五个工艺参数对制品翘曲变形的影响，并优化成型参数以减少制品的翘曲变形。
　　(3)选用美国杜邦公司生产的液晶聚合物(LCP，6130L-NC010)和SABIC公司生产的聚碳酸酯（PC，Lexan OQ2720-1111）两种聚合物材料，使用Wittmann Battenfeld Ecopower55电动式注塑机进行微接插件注射成型实验。依据模拟分析结果，选取熔体温度、模具温度、注射压力、注射速度、保压压力、保压时间六个工艺参数，通过L25(56)正交表进行实验设计，以制品重量为评价指标，研究工艺参数对微接插件制品复制度的影响，并对其做出相应的工艺参数优化以提高制品的复制度。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 微注射成型工艺

1．3 国内外全电动注塑机的发展现状

1．3．1 国外全电动注塑机发展现状

1．3．2 国内全电动注塑机发展现状

1．4 本课题研究的主要内容

第二章 全电动注塑装置的总体设计

2．1 注塑装置设计参数

2．1．1 预塑过程

2．1．2 注射过程

2．1．3 螺杆和机筒设计及强度校核

2．1．4 注射止推轴承的选取和校核

2．2 整体结构设计方案

2．3 本章小结

第三章 微接插件成型仿真分析

3．1 微接插件分析模型

3．2 成型材料的选择

3．3 模拟分析设计

3．4 模拟结果及分析

3．4．1 极差分析与方差分析

3．4．2 工艺参数对翘曲变形影响的分析

3．5 本章小结

第四章 微接插件成型实验

4．1 实验设备与仪器

4．2 实验材料

4．3 实验设计

4．4 实验结果及分析

4．4．1 实验结果

4．4．2 注塑工艺参数对LCP微接插件复制度的影响分析

4．4．3 注塑工艺参数对PC微接插件复制度的影响分析

4．5 本章小结

第五章 结论及展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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