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1、國際傳熱傳質(zhì)通訊雜志主頁：www.elsevier.com/locate/ichmt在模內(nèi)成型裝飾注塑工藝中，裝飾膜對模具表面溫度的影響陳薩忠，李海梅，黃詩晴，王一超機械工程系，中原大學(xué)，中里，臺灣膜技術(shù)中心，中原大學(xué)，中里，臺灣先進的聚合物加工技術(shù)的國家工程研究中心，鄭州大學(xué)，鄭州，河南，中國摘要內(nèi)成型裝飾(IMD)在注塑方面是一種較新的注塑技術(shù)，并且已經(jīng)采用了塑料制品，改善表面質(zhì)量，實現(xiàn)彩色表面設(shè)計等。在IDM加工中，膜是外形進行模具型腔附在其中一方的模具壁(通常是腔面)，然后鑄造的聚合物溶液注
2、入到空穴。傳熱向模具型腔在成型IMD部分明顯變緩慢，因為這層膜是明顯比金屬導(dǎo)熱少得多的。探討膜的影響溫度場、聚碳酸脂(PC)射出成型的冷卻條件，包括不同溫度、熔體溫度、薄膜材料、薄膜厚度等。同時從薄膜初始溫度和薄膜熱性能進行模擬金屬薄膜，評價界面溫度及其影響。為PC薄膜時，發(fā)現(xiàn)傳熱緩慢導(dǎo)致模具型腔表面溫度下降,最大的溫度下降相比于常規(guī)的沒有薄膜的射出成型可能高達到17.7°C。對于PET薄膜，模具溫度最多下降了約13°C。當(dāng)PC膜厚度增大時，遲緩引起的模具溫度差異也有所增加。之后在接觸融化瞬間薄膜溫
3、度(30°C和95°C)可能影響金屬薄膜界面溫度，薄膜溫度在12°C17°C。當(dāng)薄膜的導(dǎo)熱系數(shù)增幅從0.1W/(m-k)至0.2W/(m-k)后，金屬薄膜接口溫度會改變到22.9°C。模擬模具溫度場可以看出，理論分析與實驗結(jié)果符合。1：介紹注射成型是一種很有用的聚合物加工方法，因為復(fù)雜幾何產(chǎn)品在相對較低的成本下迅速生產(chǎn)。注射成型是一種循環(huán)過程，分為四個階段：即注射，成型，冷卻，脫模，伴隨著壓力和溫度的變化。模內(nèi)成型裝飾注塑(IMD)，或是膜嵌入注塑成型，是一種較新的注塑技術(shù)，其中融化的高分子聚合物引
4、入腔裝飾后，薄膜附在一邊的型腔上，通常在模具型腔表面。最近，IBM已經(jīng)采用了生產(chǎn)各種模制品改善表面質(zhì)量，如汽車室內(nèi)件，移動電話箱和商標印塑料制品。IMD的主要優(yōu)勢是整合多個制造步驟(生產(chǎn)和裝飾模部分)形成一個生產(chǎn)操作。因為塑料部分的表面質(zhì)量可以用嵌入式裝飾薄膜而被提高，而注射成型工藝過程被指定為內(nèi)成型裝飾（IMD）。有關(guān)內(nèi)成型還包括內(nèi)成型標記(IML)和內(nèi)成型滾動（IMR）。薄膜注射模具零件得表面沒有任何如絲網(wǎng)印刷或噴漆的后處理，因此IMD相對于常規(guī)射出成型是一個高度先進的方法。此外,注射的熱融化樹
5、脂部分加入薄膜導(dǎo)致冷卻后薄膜和成型制品之間附著力的增強。另一方面，來自熱熔膠的熱量會使薄膜軟化，即PET薄膜，引起薄膜表面的小螺絲，損害印刷顏色導(dǎo)致不可預(yù)料的結(jié)果。致熱殘余應(yīng)力的變形薄膜部分界面等,對于IDM造型也是富有挑戰(zhàn)性的課題。嵌入式薄膜成型工藝的應(yīng)用還有其他的一些目的。熱傳遞在IDM內(nèi)向空腔的垂直方向上和向表面涂層同樣遲緩，因為這層薄膜是附在墻體空腔。此外，傳熱沿水流路徑會形成不同的溫度界限(薄膜)和核心表面(沒有薄膜)。腔中的非均勻傳熱介紹了整個非均勻溫度分布在成型過程中的方向和冷卻階段（
6、圖1）。非平衡流動前沿地位，嚴重翹曲/壓力零件的屬性的其他影響，如非均勻結(jié)晶度和取向可能會出現(xiàn)由于不對稱中腔壁面溫度分布[3-8]。所有這些研究更側(cè)重于加工特性。雖然從插入薄膜的熱效應(yīng)已報道[3,4,9,10]對模具溫度的特點，通過模擬或測量的詳細調(diào)查尚未報道。這是對了解在界面?zhèn)鳠嵝袨槟＞吆腿垠w聚合物膜模誘導(dǎo)插入的薄膜。后來，人們可以繼續(xù)履行有關(guān)的預(yù)言關(guān)于殘余應(yīng)力和變形，它是為更好的實際應(yīng)用的塑料部件的重要的屬性。圖1：（a）對膜誘導(dǎo)熔體流動前沿地位不對稱原理圖（b）非對稱融化，溫度分布在這項研究中
7、，不對稱模具的溫度分布方向垂直于空心壁，一個膜側(cè)附件是對IMD的處理的關(guān)鍵問題。為了在IMD的注塑成型模具的溫度場薄膜效果研究，聚碳酸酯（PC）是在不同的注射成型包括冷卻液的溫度變化條件下，熔體溫度，薄膜材料，薄膜厚度，薄膜初始溫度。模具的聚合物（無片方）接口的溫度和聚合物膜和膜模（片方）進行檢測實驗。為了了解聚合物膜界面溫度在加工過程中的變化，熱模擬與分析IMD過程進行，實驗結(jié)果與數(shù)值結(jié)果進行比對。2.實驗和模擬針對薄膜的注射成型實驗材料是聚碳酸酯，Lexan力顯HF1130，與1191.5kg/
8、m3的密度，熱電導(dǎo)率0.22W/m-℃，2100J/kg-℃間的比熱，提供的通用電氣塑料。模具是由P20的鋼與7850kg/m3的密度，熱導(dǎo)率31.5W/m℃，比熱的501.6℃的J/kg-℃。四方形板的尺寸98.5毫米，通過由98.5毫米1.2毫米，分別在日本沙迪克HSP100EH2注射成型注塑機完成。模具有一個20毫米風(fēng)扇形門長27毫米1毫米的入口和一個5.5毫米大小的開始在結(jié)束澆道直徑為7毫米。IMD的注塑成型條件如表1。該注射速度，充填時間，保壓壓力及保壓時間
