模内装饰薄膜滞热对成型工艺的影响分析

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.012

中国塑料 ›› 2020, Vol. 34 ›› Issue (4): 70-77.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2020.04.012

模内装饰薄膜滞热对成型工艺的影响分析

王金坤¹^,², 孟正华¹^,²^,³(), 郭巍¹^,², 胡豪胜¹^,², 周磊⁴

^1.武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，武汉 430070
^2.武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心, 武汉 430070
^3.江林（贵州）高科发展股份有限公司, 贵州安顺 561100
^4.上汽通用五菱汽车股份有限公司, 广西柳州 545007

收稿日期:2019-11-28 出版日期:2020-04-26 发布日期:2020-04-26
基金资助:
国家自然科学基金(51605356);中央高校基本科研业务费专项资金（WUT 2019Ⅲ116CG）、教育部新能源汽车科学与关键技术学科创新引智基地(B17034)

Influence of Film Heat Lag of In⁃mold Decoration on Molding Process

Jinkun WANG¹^,², Zhenghua MENG¹^,²^,³(), Wei GUO¹^,², Haosheng HU¹^,², Lei ZHOU⁴

^1.Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China
^2.Hubei Collaborative Innovation Center for Automotive Components Technology, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China
^3.Jianglin (Guizhou) High?Tech Development Co, Ltd, Anshun 561100, China
^4.SAIC?GM?Wuling Automobile Co, Ltd, Liuzhou 545007, China

Received:2019-11-28 Online:2020-04-26 Published:2020-04-26
Contact: Zhenghua MENG E-mail:meng@whut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

以模内装饰技术(IMD)测试平板为研究对象，利用仿真和实验方法分析薄膜滞热的影响因素及薄膜滞热对成型工艺的影响规律。结果表明，薄膜滞热使动模侧模具温度场变化滞后于定模侧温度场，且在实验条件下达到8.6 ℃的最大温度差；薄膜滞热随着模具温度的增加而降低，随熔体温度和薄膜厚度增加而升高；薄膜影响熔体的充模与冷却，造成产品冷却不均的现象；薄膜滞热导致产品翘曲变形增加。

关键词: 模内装饰, 薄膜滞热, 翘曲变形

Abstract:

In this paper, taking the in?mold decoration test plate as a research object, the influence factors of film heat?lag effect and the influence on the molding process were analyzed by simulation and experimental methods. The results indicated that the film heat?lag effect generated the hysteresis of temperature change for the moving mold side compared to the fixed mold side, and there was a maximum temperature difference of 8.6 °C under the experimental conditions. The film heat lag decreased with an increase of mold temperature, but increased with the increase of melt temperature and film thickness. The filling and cooling of the melt were influenced by the film, resulting in uneven cooling of the product. The heat?lag effect of the film led to an increase in warpage of the product.

Key words: in?mold decoration, film heat?lag, warpage

中图分类号:

TQ 325.1

王金坤, 孟正华, 郭巍, 胡豪胜, 周磊. 模内装饰薄膜滞热对成型工艺的影响分析[J]. 中国塑料, 2020, 34(4): 70-77.

Jinkun WANG, Zhenghua MENG, Wei GUO, Haosheng HU, Lei ZHOU. Influence of Film Heat Lag of In⁃mold Decoration on Molding Process[J]. China Plastics, 2020, 34(4): 70-77.

图/表 19

熔体温度/℃	模具温度/℃	注射压力/MPa	保压压力/MPa	保压时间/s	冷却时间/s
240	50	100	80	4	20

表1 注塑工艺参数配置

Tab.1 Injection molding process parameters

图1 模具整体结构图

Fig.1 Overall mold structure

图2 冷却管道布置图

Fig.2 Cooling pipe layout diagram

图3 2种模具温度场对比图

Fig.3 Temperature field comparison of two kinds of molds

图4 动模侧与定模侧温度差

Fig.4 Temperature difference between the moving die side and the fixed one

参数	PC/ABS	PC
模具温度/℃	40、60、80	40 、60 、80
熔体温度/℃	230、250、270	270、290、310
保压压力/MPa	80	80
保压时间/s	3	3
注射时间/s	1.5	1.5
注射压力/MPa	100	100
冷却时间/s	20	20

表2 2种材料成型工艺参数

Tab.2 Process parameters of the two material

图5 模温及料温对PC及PC/ABS材料滞热的影响

Fig.5 Influence of mold temperature and melt temperature on film heat stagnation of PC and PC/ABS

材料名称	比热/kg·℃	导热系数/m·℃
PC/ABS	2 310	0.220
PC	2 100	0.214

表3 实验材料的热物性参数表

Tab.3 Thermophysical properties of experimental materials

图6 PC和PC/ABS材料流变特性对比图

Fig.6 Comparison of rheological properties of PC and PC/ABS

图7 薄膜厚度对滞热温度的影响

Fig.7 Effect of film thickness on hysteresis temperature

图8 4.4 s时熔体、薄膜与模具界面温度场分布

Fig.8 Temperature field distribution close to the film, the mold and the melt at 4.4 s

图9 充填时的熔体流动前沿

Fig.9 Melt flow front during filling

图10 1.3 s时测温点处温度场截面图

Fig.10 Section of temperature field at temperature measurement points at 1.3 s

图11 边界处温度变化图

Fig.11 Temperature variation at the boundary

图12 熔体内部温度变化图

Fig.12 Diagram of temperature variation inside melt

图13 熔体两侧温度差异图

Fig.13 Temperature difference between two sides of the melt

熔体

温度/℃

模具

温度/℃

注射时间/s

保压压力/MPa

保压时间/

冷却时间

240

1.5

表4 翘曲分析工艺参数配置

Tab.4 Process parameter for warp analysis

图14 2种工艺下翘曲变形量对比图

Fig.14 Comparison of warp deformation under two processes

图15 10倍放大比例翘曲变形图

Fig.15 Warp deformation enlarged by 10 times

参考文献 12

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Influence of Film Heat Lag of In⁃mold Decoration on Molding Process

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