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38000字硕士毕业论文导光板注射压模构造及注射成型工艺研究论文

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:38000字
论点:成型,注射,微结构
论文概述:

注射压缩模具与普通模具的主要区别就在于它的压缩功能。根据压缩方式的不同,注射压缩模具可以分为两种不同的类型,一种为整体压缩式,即动模整体沿着合模方向移动。另一种为局部压缩

论文正文:

第一章导言

1.1导光板成型概述
目前注塑成型是导光板的主要制造方法,其工作原理是利用注塑机将光学级材料注入模具中冷却成型。对于导光板的注射成型,当前使用的方法包括普通注射成型和注射压缩成型。对于注塑成型的导光板,随着导光板的厚度越来越薄,目前使用的大多数导光板都属于薄壁零件的范畴,其成型工艺也与普通塑料零件有很大不同。当注射薄壁零件时,由于注射压力与熔体的流动长度成正比,因此所需的注射压力更高,成型周期缩短,材料需要更高的流动性,因此要求注塑机具有更高的性能。
在薄壁成型过程中,容易出现以下问题:
(1)产品的翘曲和变形。在塑料件的注射成型过程中,塑料件会因内应力而变形。在薄壁零件的注射成型过程中,产品厚度减小,熔体在型腔中流动时会遇到很大阻力。熔体将以更快的速度冷却,这可能导致塑料零件产生更大的残余应力和翘曲。
(2)成型难度增加。塑料部件越薄,空腔中材料的流动长度将受到限制,并且难以达到更长的流动长度。当塑料熔体在模腔中流动时,由于模腔壁温相对较低,熔体将在其表面形成冷凝层,因此熔体将在冷凝层中流动,这将对熔体流动产生很大影响。因此,在薄壁零件的注射成型过程中,腔体中的材料散热更快,冷却更快,因此成型过程结束得更快。因此,在薄壁零件的注射成型中,也需要更高的注射速度,因此对机器的要求也更高。
(3)产品的排气问题,因为薄壁零件在注射成型过程中处于高压和高速状态。如果排气不顺畅,产品中可能会出现烧焦、气泡和填充不满意等问题。
(4)脱模问题,由于薄壁零件厚度很薄,强度差,很容易损坏,因此在脱模过程中可能会出现顶起现象。因此,在脱模过程中,应该对顶针进行更好和更合理的设计,例如,可以使用稍微大一点的尺寸或更多数量的顶针,并且还可以考虑顶板的整体顶起。

1.2注射成型工艺及工艺参数
注射成型(injection molding)是一种将塑料熔体高速高压注入封闭型腔中的成型方法,熔体冷却成型后,得到与型腔形状和尺寸相同的塑料制品。可用于生产复杂几何形状的产品,所生产的产品具有精度高、成型周期短、生产效率高、易于实现机械化和自动化等优点。因此广泛用于塑料加工。注塑工艺包括以下步骤:首先,从注塑机的料斗中加入颗粒状或粉状物料;然后,在高温桶中加热物料;在螺杆的一定搅拌强度下均匀塑化物料,使物料熔融成粘稠流体;在设定的注射压力和注射速度下将粘性流体注射到模腔中;然后在一定压力下保持压力;熔体冷却定型后,塑料达到适当温度时打开模具;然后在一定的速度和压力下将成品推出模具。
注塑成型工艺主要包括注塑、保压、冷却和脱模四个过程。这四个阶段是一个连续的过程,对产品质量起着决定性的作用。以下是每个过程的简要介绍:(1)注射。在注射成型过程中,材料首先被塑化。注塑机的塑化是使固体或粉末塑料经过加热、压实和混合过程,最终转变为均匀的粘性流动状态。预塑化时,从进料口进入螺旋槽的物料通过螺杆的旋转不断向前推动,热量从筒壁传递到螺旋槽中的物料,固体物料通过螺杆剪切和加热环加热的双重作用最终达到塑化和熔融。注射是整个注射周期中的第一步,从模具关闭时开始注射,直到模具腔被填充到大约95%。填充时间越短,成型效率越高。然而,在实际生产中,模具型腔的填充时间受到许多条件的限制。在注射阶段,主要通过控制注射压力、注射速度或注射时间等成型工艺参数来获得最佳的注射效果。

第二章导光板注射压缩成型模具的设计与制造
在模具设计阶段,必须全面分析产品的结构、产品的分型面、成型条件和成型工艺,必须综合考虑这些因素,使设计的模具适合实验研究和实际使用。

2.1导光板结构设计

(1)导光板表面微结构设计
在导光板结构设计过程中,不仅要考虑导光板表面微结构的尺寸,还要考虑导光板表面微结构的分布模式。导光板的微结构主要以两种方式分布,一种是上微,另一种是下微。这两种微结构的光学性质有很大不同。在上部微结构模式中,以任何方向进入微结构的入射光在进入微结构后大多向上折射,其性质类似棱镜。这种结构可以代替增亮膜。
在本研究中,导光板的微结构是微向上的。导光板表面微结构的分布对其光学性能有很大影响。导光板微结构的分布原理基于光的散射原理(当平行光束进入光滑平面时,因为每个反射光的反射角是相同的,反射后,每个光的方向仍然相互平行,即此时形成镜面反射。然而,当反射发生在相对粗糙的表面上时,尽管反射角与入射角相同,但反射光的方向是无序和不一致的,从而形成漫反射)。当光进入导光板的微结构时,相当于光进入粗糙表面,因此在微结构的作用下,线光源散射成多条光线,即线光源或点光源转换成面光源。导光板的三维结构和微结构如图2-1和2-2所示。

第三章导光板的注入和注入压力................................40-62
3.1摩尔多瓦软件引入压力................................40
3.2单腔压力................................表面微结构40-48
3.2.1表面微结构40-43
3.2.2正交试验设计压力................................43-45 [/BR/] 3.2.3具有表面微结构压力的单腔导光板................................45-48 [/BR/] 3.3注塑模拟压机................................48-55[/比尔/] 3.3.1出版社................................双腔导光板产品质量和工艺参数之间的49-50[/溴/]3 . 3 . 2体积收缩率和工艺参数的标准偏差压力................................50-51[/比尔/] 3.3.3出版社................................翘曲变形和工艺参数之间的51-53[/BR/]3 . 3 . 4最佳注射成型工艺压机的分析................................53-54 [/BR/] 3.3.5对比印刷机................................54-55 [/BR/] 3.4双腔导光板压缩注塑模拟................................55-59 [/BR/] 3.4.1压缩距离对翘曲变形压缩的影响................................56-57 [/BR/] 3.4.2压缩延迟时间对翘曲变形压力的影响................................57-58 [/BR/] 3.4.3压缩时间和压缩力对翘曲变形压力的影响................................58-59 [/BR/] 3.5具有相同注射参数的注射成型和注射压缩成型压机................................59-60 [/BR/] 3.6本章概述了新闻界................................60-62 [/BR/]第四章导光板压片机注射成型实验研究................................62-80
4.1实验条件准备出版社................................62-63
4.2单腔导光板压力注射成型的实验研究................................63-70 [/BR/] 4.3双腔导光板压力注射成型实验研究................................70-78 [/BR/] 4.4本章总结了压力................................78-80

结论

(1)采用单腔导光板注塑模具,分别研究了工艺参数产品的填充变形和翘曲变形以及工艺参数产品的透光性能。对于材料的填充过程,最有影响的参数是注射压力。对于填充性能,影响程度从大到小依次为注射压力、熔体温度、模具温度、注射速度和保压压力。对于产品的翘曲,影响的顺序是注射压力、模具温度、保压压力、熔体温度和注射速度。
(2)单腔导光板模制产品的注塑工艺参数和透光性能实验表明,熔体温度是影响产品透光性能的重要因素。对于透光率和雾度,不同工艺参数的影响程度顺序相同,即熔体温度、模具温度、注射速度、保压压力和注射压力
(3)实验采用双腔导光板模具,采用正交实验方法,分别采用注射成型和注射压缩成型。讨论了产品残余应力与工艺参数的关系。注塑制品的残余应力分布相对均匀,明显是由流动引起的。注射压缩成型产品中残余应力的分布与产品上压印的位置密切相关。相比之下,注射压缩成型产品的残余应力小于注射成型产品的残余应力。
(4)用塞规测量产品的翘曲变形,通过极差分析得到注塑成型工艺参数与翘曲变形的关系。通过对产品透光性能的研究,得到了产品透光性能与注塑成型参数之间的对应关系。