聚碳酸酯汽车玻璃注塑压缩成型数值模拟与实验研究

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聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC)因其具有高透光、小比重、耐冲击等优良的特性被广泛应用于汽车、航空等众多领域。该材料在汽车玻璃上的应用始于20年代末,目前已有多家汽车公司使用了PC汽车玻璃,这不仅提高了汽车的安全性能,而且大大降低了汽车的重量。如今国外对PC汽车玻璃成型技术的研究比国内更迅猛,采用注塑压缩成型技术可以使生产的制品具有更小的内应力,该技术与注塑技术相比,更适合生产大型玻璃。为了使我国尽快掌握PC汽车玻璃的相关生产技术,推动PC汽车玻璃在国内的应用,本文对PC汽车玻璃注塑压缩成型技术进行了相关的研究,可为将来PC汽车玻璃的批量生产提供一定的参考。本文首先建立了某型号PC汽车玻璃的注塑压缩有限元模型,选取了合适的PC材料,利用Moldflow软件设计了四种浇注系统和四种冷却系统,通过对比分析优选出最佳方案,根据最优浇注系统和冷却系统的布置形式按照模具设计的相关准则设计并加工了模具,为注塑压缩成型实验做准备。其次,采用正交试验设计法对PC汽车玻璃注塑压缩成型进行了数值模拟,分析了熔体温度、注射时间、冷却时间等九种工艺参数对PC汽车玻璃注塑压缩成型翘曲、收缩及残余应力的影响规律,选出了最优工艺参数组合,并进行了验证。第三,进行了注塑压缩实验,对成型制品进行了翘曲变形、体积收缩的测量实验,对比了实验结果与模拟结果,两者吻合的很理想,证明本文所建立的数值模拟模型的正确性,具体研究了工艺参数对制品质量的影响规律。最后,通过透光率实验和拉伸实验研究了成型制品的透光性和力学性能。
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