模内微装配成型预成型微型部件颈缩熔断的失效机理

摘要

基于聚合物微型机械模内微装配成型加工面临的共性关键科学问题——在二次成型高温熔体充填流动环境下,如何避免预成型微型部件产生颈缩熔断失效问题,研究建立了高温熔体充填流动诱发颈缩熔断失效过程的机理模型.研究表明,预成型微型轴颈缩熔断损伤的直接驱动力是应变软化,一旦预成型微型轴出现应变软化,就必然会诱导颈缩熔断损伤.而应变软化现象的形成受控于其材料的初始屈服应力,初始屈服应力与二次成型注射温度呈负关联关系.当熔体注射温度由200℃增至240℃时,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微型轴的初始屈服应力由16.5 MPa降至9.89 MPa,降幅高达40.1％,而其颈缩断面的颈缩率由44.5％增至70％.二次熔体注射温度越高,微型轴越易诱发应变软化和颈缩熔断损伤.