[01150165]塑料微成型过程数值模拟及模具技术

成果来源于国家“十一五”科技支撑计划“塑料微成型与模具关键技术研究”（ 2006BAF04B12）,经费117万元,在圆满完成计划书中的各项任务基础上,提出了微注射成型理论模型和数值算法,开发出商业化软件,并在技术推广和应用方面取得显著成效,具体表现为： （1）结合流变实验及微制品生产加工经验建立了塑料微成型真三维流动的黏弹性理论模型,构造了速度场、应力场、压力场的解耦合数值算法,揭示了聚气现象的产生机理,提出了微观--宏观耦合模型及求解算法,突破了传统Hele-Shaw模型对称性假设、流场不完整的局限,丰富和完善了微注射成型理论; （2）基于VC++和OpenGL开发图形界面并与核心计算模块集成形成微注射成型CAE软件--微注射成型模拟系统2.0,可以模拟表面张力效应、黏弹性特征、变模温规律及聚气现象,与现有商业软件相比,提高了模拟结果的适用性和可靠性。软件3年内在国内微注射成型塑料加工企业得到应用,解决了多型腔流动平衡、滞流、飞边、变形等问题,使模具设计周期缩短40％以上,产品上市周期缩短30％以上; （3）实验研究了电磁感应加热原理、消除顶针位毛刺方法、模具二次顶出机构力学原理、微小塑胶齿轮件的取出装置特点,结合模具设计与加工经验提出了相应的解决方法,申请了4项专利,其中3项获得了授权,并应用于微制品设计与加工,提高了产品质量和加工效率; （4）成果应用于宇航用舱外服头盔面窗成型加工,解决了成型过程中出现的裹气、内应力大、透光性差等问题,优化了模具结构和工艺方案,成功研制了合格的航天级产品;应用到深圳兆威机电有限公司、珠海纳思达电子科技有限公司的微马达、打印机齿轮、接插件等微制品结构优化设计,解决了产品收缩不均、变形大等缺陷,提高了设计和加工效率,提升了企业的竞争力,经济和社会效益显著。 综上所述,微注射成型过程中的聚气理论和排气设计、微观--宏观耦合求解算法具有原始创新,达到了国际先进水平。