李毅超, 张宜生, 李德群

(华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,武汉 430074)

大型透明板件在航空、汽车等工业制造领域的应用越来越广泛[1,2]。这类制件由于其特殊应用领域的要求必须具备质量轻,强度高,光学性能良好等优点。通过对相似大型平板件进行的模拟与光学畸变测量结果分析来看,制件在边角部分的残余应力与收缩不均是影响其制造质量的最主要原因[3,4]。而注射过程中熔体较长的纤维流线与不均等的温度变化会产生较大的残余流动应力与残余热应力[5],在熔体快速冷却过程中被“冻结”在熔体内成为残余应力与收缩的主要来源。而注射-压缩成型方法(Injection-Compression Molding)可以较好的解决这一问题。由于在注射末尾阶段添加压缩过程,有利于控制熔体表面压力分布均等,从而从根本上消除制件残余应力与收缩不均的问题。

近几年,国内外对此项技术进行了大量研究。Fan等[6]使用非等温可压缩流动模型,通过有限元和有限差分相结合的方法对注射-压缩成型进行了模拟。计算结果与实验结果在模温,熔化温度和保压方面得到较好的一致性。Bickerton等[7]对注射-压缩过程中的压缩速度与压紧力进行了研究。结果表明,通过增大压紧力或对模具施加内应力,合理调整压缩速度与初始型腔厚度可以显著降低注射时间。Chang等[8]通过在定模模底添加纤维加固层的方法对树脂的注射-压缩工艺进行了试验分析。结果显示,较小的模具张开距离和较高的压缩速度能够降低注射时间,提高制件质量。……