一种注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法技术

技术编号：41094979 阅读：3 留言：0更新日期：2024-04-25 13:53

本发明专利技术公开了一种注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法，在型腔流道表面布置压力传感器，得到压力‑时间曲线，记开始充填时刻为t<subgt;0</subgt;，熔体速度与压力切换的时刻为t<subgt;v</subgt;，峰值压力时刻为t<subgt;peak</subgt;；得到聚合物熔体的平均速度；建立聚合物体积流速与压力变化的关联，对[t<subgt;0</subgt;,t<subgt;v</subgt;]和[t<subgt;0</subgt;,t<subgt;peak</subgt;]时间域内的压力变化进行积分，确定注塑成型模内聚合物熔体等效充填量的值，再建立制品重量和等效充填量的关联模型。本发明专利技术拓展了压力传感器的功能，基于压力信息获得制品重量，实现了注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测，提高了在线检测的精度。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及注塑成型在线检测领域，尤其涉及一种注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法。

技术介绍

1、注塑成型具有效率高、成本低的优势，是光学镜片、汽车工业、白色家电、航空航天工业、生物医学应用、环保等制造领域中最常见的批量生产方式。注塑成型复杂的工艺参数调控和多装置协同的生产会使产品质量的一致性差。同时，材料批次、机器条件和环境都会导致注塑制品最终质量的不确定性。亟需发展模内成型关键参量监测技术，提升注塑成型制品质量。

2、以往的研究主要通过优化工艺参数提高制品质量，如熔体温度、模具温度、注射和保压压力、冷却时间等。然而，工艺参数调控依赖于工人的经验，在实际生产过程中效率低。进一步研究对注塑成型熔体流动性进行在线检测，以开发更充分、更高效的监控系统。在线检测可以极大地简化工艺参数的优化工作。熔体的流动性进一步可以反映流动阻力，影响模具内部制品的充填重量。然而，这些成果都没有被应用于到产品重量在线检测中。现有技术仍无法直接应用在实际生产过程中，实现复杂模具结构中注塑过程熔体充填量的检测仍存在诸多困难。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本专利技术提出一种注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法。

2、具体技术方案如下：

3、一种注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法，包括以下步骤：

4、步骤一：注塑模具内部设置有型腔流道，聚合物熔体在型腔流道中流动，取聚合物熔体流动方向为z轴，在型腔流道外表面设置压力传感器；

<p>5、步骤二：开展注塑成型试验，使用压力传感器测量注塑成型过程中壁面熔体压力变化，得到压力-时间曲线p(t)，记开始充填时刻为t0，熔体速度与压力切换的时刻为tv，峰值压力时刻为tpeak；

6、步骤三：根据哈根-泊肃叶流动模型，得到聚合物熔体在注塑模具内部的平均速度；

7、步骤四：建立聚合物体积流速q与压力变化的关联；对[t0,tv]时间域内的压力变化进行积分，并对[t0,tpeak]时间域内的压力变化进行积分，确定注塑成型模内聚合物熔体等效充填量mweight的值，表达式如下：

8、

9、式中，d为型腔流道的内径，l为型腔流道的长度；

10、步骤五：根据已知的制品重量，建立制品重量和等效充填量mweight之间的关联模型，表达式如下：

11、制品重量＝amweight+b

12、式中，a和b分别为拟合系数。

13、进一步地，所述步骤三中，聚合物熔体在注塑模具内部的平均速度uz,avg，表达式如下：

14、

15、式中，η为聚合物熔体在充填过程中的黏度，δp为压力充填过程压力变化值，δt为充填过程时间变化值，uz为型腔流道内熔体的速度。

16、进一步地，所述步骤四中，聚合物体积流速q与压力变化的关联，表达式如下：

17、

18、进一步地，所述注塑模具内部设置有型腔热流道和型腔冷流道，型腔冷流道的内径大小为d，所述型腔冷流道水平布置，型腔热流道竖直布置，并与型腔冷流道的中段连通；聚合物熔体在型腔热流道和型腔冷流道中流动，取聚合物熔体在型腔冷流道中的流动方向为z轴；型腔冷流道的末端为型腔浇口，聚合物熔体通过型腔热流道进入型腔冷流道，最终在型腔浇口处注塑成型得到型腔制品。

19、本专利技术的有益效果是：

20、本专利技术拓展了压力传感器的功能，将压力信息转换为注塑成型模内熔体的充填体积，进而反映制品重量，实现了注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测，可用于评估调控注塑成型充填过程制品充填量，方便实用、方法简单、通用性更强，测量精度较高。

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【技术保护点】

1.一种注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法，其特征在于，所述步骤三中，聚合物熔体在注塑模具内部的平均速度μz,avg，表达式如下：

3.根据权利要求2所述的注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法，其特征在于，所述步骤四中，聚合物体积流速Q与压力变化的关联，表达式如下：

4.根据权利要求1所述的注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法，其特征在于，所述注塑模具内部设置有型腔热流道和型腔冷流道，型腔冷流道的内径大小为D，所述型腔冷流道水平布置，型腔热流道竖直布置，并与型腔冷流道的中段连通；聚合物熔体在型腔热流道和型腔冷流道中流动，取聚合物熔体在型腔冷流道中的流动方向为z轴；型腔冷流道的末端为型腔浇口，聚合物熔体通过型腔热流道进入型腔冷流道，最终在型腔浇口处注塑成型得到型腔制品。

【技术特征摘要】

1.一种注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的注塑成型模内聚合物熔体充填量的在线检测方法，其特征在于，所述步骤四中，聚合物体积流速q与压力变化的关联，表达式如下：

...

【专利技术属性】
技术研发人员：许忠斌，赵南阳，毕明铖，周静，吴琼，颜坤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：

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