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微注塑成型工艺优化,是微注塑成型技术中的核心内容之一,然而,在微注塑制品成型过程中,由于诸多熔体流动行为无法完全用传统的宏观熔体流动理论来解释,传统注塑成型过程中的工艺参数设置规则也不再适合微注塑成型过程,当注射速度升高时,可能会产生壁面滑移现象。高剪切引起壁面滑移,壁面滑移使得熔体在型腔内的剪切状态与传统注塑有很大的差异。而剪切对熔体的结晶过程有重要的影响,从而使微注塑制品的形态结构与传统制品不同。目前有关注射速度的变化对微注塑充填流动过程及制品形态结构的影响的研究还不够全面深入。本文首先基于目前的高分子流变学等基础理论,针对微注塑成型充填过程的流动特性,结合微注塑成型实验与MOLDFLOW模拟对比剪切应力大小的变化,再通过ANSYS CFX软件,实现了注射速度对微注塑成型充填过程影响的三维模拟,最后又分析了注射速度对微注塑成型塑件内部形态结构的影响。主要的研究工作和结论如下:1、基于粘性流体的基本方程和传统注塑成型理论,结合微注塑成型流动特性,通过适当的假设,选用了适合于微注塑充填模拟的粘度及壁面滑移的数学模型。2、采用iPP材料,在微注塑机上进行注射速度的单因素实验,获得了质量良好的微注塑制品,同时记录并处理了实验过程中的压力速度曲线等数据,得到注塑过程中最大注射压力与注射速度之间的关系图;在MOLDFLOW中按照实验条件进行工艺设置并对成型过程进行模拟。经过对比分析,发现在较高注射速度下,模拟结果的剪切应力远远超出了iPP的极限剪切应力值。在高剪切应力下,实际微注塑成型中会出现滑移。3、参照实验条件,对ANSYS CFX软件进行二次开发,对1000μm特征尺寸的微制品进行了微注塑成型充填过程模拟,并在该过程的研究中添加了壁面滑移因子的作用。结果显示:在微注塑充填中,随着注射速度的增加,熔体的流动速度增加,型腔压力增加,当考虑壁面滑移因子作用后,熔体速度更大,型腔压力稍微降低。因此,注射速度对微注塑充填过程有重要的影响,壁面滑移在此过程中的影响也不能被忽略。4、利用偏光显微镜,对不同速度下的微制件翅片在流动方向上的皮芯结构各层的厚度变化进行了研究。研究发现:iPP微注塑成型中,出现了不同于传统制品的三层皮芯或无芯结构。而且随着注射速度的增加,冷冻层和芯层的厚度减少,芯层甚至消失,剪切层厚度增加。