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中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (7): 62-67.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.07.011
收稿日期:
2023-04-21
出版日期:
2024-07-26
发布日期:
2024-07-24
通讯作者:
耿铁(1968—),男,教授,工学博士,主要从事材料成型过程的数值模拟和工艺优化研究,tiegeng2000@163.com作者简介:
任清海(1976—),男,副教授,工学硕士,主要从事塑料及玻璃成型过程数值模拟及结果数据可视化研究,renqinghai2010@163.com
基金资助:
REN Qinghai1,2(), SUN Zudong1, GENG Tie2(
)
Received:
2023-04-21
Online:
2024-07-26
Published:
2024-07-24
Contact:
GENG Tie
E-mail:renqinghai2010@163.com;tiegeng2000@163.com
摘要:
“双碳”目标下,气辅成型技术为塑料成型实现降低碳排放提供了有效途径。为精准规划气辅成型参数,提升气辅成型质量和效率,有效降低碳排放,采用三维数值模拟和成型实验,研究参数交互作用下气辅成型工艺正交优化。结果表明,参数交互作用对气体穿透长度影响小,而对气指缺陷的影响显著。极差分析的基础上,获得了优选参数组:熔体温度240 ℃,注气压力3 MPa,延迟时间4 s,模具温度40 ℃。经数值模拟和成型实验验证,优选参数组下得到气辅塑件的气体穿透长度及气指指标优良,可用于气辅成型实际生产。
中图分类号:
任清海, 孙祖东, 耿铁. 气辅成型工艺参数正交精准设计优化[J]. 中国塑料, 2024, 38(7): 62-67.
REN Qinghai, SUN Zudong, GENG Tie. Orthogonal precision design optimization of gas⁃assisted molding process parameters[J]. China Plastics, 2024, 38(7): 62-67.
试验号 | A | B | A×B | C | A×C | B×C | D | A×D | B×D | C×D | 气体穿透 长度/mm | 最大气指 幅度/mm | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 168.93 | 3.5 |
2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 158.77 | 2.38 |
3 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 187.25 | 3.81 |
4 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 172.74 | 2.44 |
5 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 157.6 | 3.72 |
6 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 158.17 | 3.3 |
7 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 180.42 | 3.25 |
8 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 167.49 | 3.23 |
9 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 168.23 | 6.31 |
10 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 162.07 | 4.97 |
11 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 186.98 | 3 |
12 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 178.3 | 4.26 |
13 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 161.52 | 4.9 |
14 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 158.38 | 3.87 |
15 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 176.88 | 4.78 |
16 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 162.23 | 3.42 |
试验号 | A | B | A×B | C | A×C | B×C | D | A×D | B×D | C×D | 气体穿透 长度/mm | 最大气指 幅度/mm | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 168.93 | 3.5 |
2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 158.77 | 2.38 |
3 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 187.25 | 3.81 |
4 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 172.74 | 2.44 |
5 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 157.6 | 3.72 |
6 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 158.17 | 3.3 |
7 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 180.42 | 3.25 |
8 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 167.49 | 3.23 |
9 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 168.23 | 6.31 |
10 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 162.07 | 4.97 |
11 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 186.98 | 3 |
12 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 178.3 | 4.26 |
13 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 161.52 | 4.9 |
14 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 158.38 | 3.87 |
15 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 176.88 | 4.78 |
16 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 162.23 | 3.42 |
因素 | A | B | A×B | C | A×C | B×C | D | A×D | B×D | C×D |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
L1 | 168.92 | 172.53 | 168.34 | 161.71 | 168.11 | 168.13 | 173.1 | 169.4 | 169.33 | 167.13 |
L2 | 168.95 | 165.34 | 169.53 | 176.16 | 169.76 | 169.74 | 164.77 | 168.47 | 168.54 | 170.74 |
R | 0.03 | 7.19 | 1.19 | 14.45 | 1.65 | 1.61 | 8.33 | 0.93 | 0.79 | 3.61 |
因素 | A | B | A×B | C | A×C | B×C | D | A×D | B×D | C×D |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
L1 | 168.92 | 172.53 | 168.34 | 161.71 | 168.11 | 168.13 | 173.1 | 169.4 | 169.33 | 167.13 |
L2 | 168.95 | 165.34 | 169.53 | 176.16 | 169.76 | 169.74 | 164.77 | 168.47 | 168.54 | 170.74 |
R | 0.03 | 7.19 | 1.19 | 14.45 | 1.65 | 1.61 | 8.33 | 0.93 | 0.79 | 3.61 |
因素 | A | B | A× B | C | A× C | B× C | D | A×D | B×D | C×D |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
L1 | 3.2 | 3.83 | 3.64 | 4.12 | 3.55 | 3.98 | 4.16 | 3.85 | 3.81 | 3.97 |
L2 | 4.44 | 3.81 | 4 | 3.52 | 4.1 | 3.66 | 3.48 | 3.79 | 3.84 | 3.67 |
R | 1.24 | 0.02 | 0.36 | 0.6 | 0.55 | 0.32 | 0.68 | 0.06 | 0.03 | 0.3 |
因素 | A | B | A× B | C | A× C | B× C | D | A×D | B×D | C×D |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
L1 | 3.2 | 3.83 | 3.64 | 4.12 | 3.55 | 3.98 | 4.16 | 3.85 | 3.81 | 3.97 |
L2 | 4.44 | 3.81 | 4 | 3.52 | 4.1 | 3.66 | 3.48 | 3.79 | 3.84 | 3.67 |
R | 1.24 | 0.02 | 0.36 | 0.6 | 0.55 | 0.32 | 0.68 | 0.06 | 0.03 | 0.3 |
编号 | 参数 | 数值 |
---|---|---|
1 | 氮气气源压力 | 28~35 MPa |
2 | 氮气气源报警压力 | 上限36 MPa、下限25 MPa |
3 | 压力控制级数 | 1~6级 |
4 | 控制压力 | 0~34.45 MPa |
5 | 升降压斜率 | 0.689~68.2 MPa/s |
6 | 设定控制时间 | 0~99.99 s |
7 | 响应时间 | ≤0.5 |
8 | 压力重复控制误差 | ≤±3 % |
编号 | 参数 | 数值 |
---|---|---|
1 | 氮气气源压力 | 28~35 MPa |
2 | 氮气气源报警压力 | 上限36 MPa、下限25 MPa |
3 | 压力控制级数 | 1~6级 |
4 | 控制压力 | 0~34.45 MPa |
5 | 升降压斜率 | 0.689~68.2 MPa/s |
6 | 设定控制时间 | 0~99.99 s |
7 | 响应时间 | ≤0.5 |
8 | 压力重复控制误差 | ≤±3 % |
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