基于CAE的夹芯注射成型物料配比与层间界面优化

王 涛，宋 伟，刘成伟

(1.河北机电职业技术学院 机械工程系，河北 邢台 054000；2.河北机电职业技术学院 电气工程系，河北 邢台 054000)

夹芯注射成型也称为顺序共注射成型。该工艺需要向模腔内注射2种物料，分别称为壳层物料、芯层物料[1]。这2种物料需要有合适的配比，壳层物料过少，则有可能发生芯层物料暴露在壳层物料之外的失效现象；壳层物料过多，则芯、壳层树脂界面的分布不甚理想[2-3]。

实际操作时，由于芯层物料包裹在壳层物料中，很难快速合理的调试到合适的壳层、芯层物料配比。基于CAE技术，可以直观而快速的分析注射成型过程[4-5]。为此，本文基于Moldflow软件，分析夹芯注射成型物料配比对芯、壳层树脂界面分布的影响，并进一步确定最优物料配比。

1 实验部分

1.1 主要原料

壳层物料为高密度聚乙烯(HDPE)、芯层物料为低密度聚乙烯(LDPE)。

1.2 注射成型塑件

塑件整体为圆饼形，其直径为100 mm，边缘处倒角外径为5 mm、内径为2 mm，塑件厚度为3 mm。在UG软件中完成实体建模，并保存为“*.iges”格式文件。将上述文件导入Moldflow软件并完成网格划分，浇口位置放置在上表面中心，如图1所示。

图1 塑件网格划分及浇口位置

1.3 工艺参数

Moldflow软件中，提供了本实验所选物料的推荐工艺参数，如表1所示。

表1 推荐工艺参数

基于表1中数据，综合考虑壳层、芯层物料的注射成型要求。确定工艺参数如下：模具温度为40℃，壳层物料(HDPE)、芯层物料(LDPE)注射温度均为200℃，壳层、芯层物料注射时间均为1 s，保压压力为注射压力的80%，冷却时间为10 s。

1.4 物料配比实验

实验中，可以通过观察CAE分析结果中的“树脂A和B的分布”来确认。……