工艺参数与注塑微发泡制品泡孔形态的关系

宋 鑫 张 颖 游雅雯 宫晓彤 王利霞[2]

（[1]郑州大学力学与安全工程学院 河南·郑州 450001；[2]郑州大学微纳成型技术国家级国际联合研究中心 河南·郑州 450001）

由于微发泡材料独特的结构和性能，广泛用于生物医学、航空航天等领域。微发泡注塑成型是聚合物微发泡材料成型的主要方式之一，但微发泡注塑成型工艺过程复杂，微发泡注塑模具的设计与制造单纯依靠设计人员的经验和模具工人的试模和修模很难保证微发泡注塑制品的高精度要求。数值模拟技术改变了微孔注塑成型过程的分析方法，通过Moldflow软件的模拟分析，可以模拟微孔发泡注塑成型过程，分析泡孔形态和工艺参数之间的关系，可提高微孔发泡注塑成型效率和制品质量。

微发泡注塑制品的泡孔形态对最终制品的性能有着重要的影响，而泡孔形态是由微发泡过程中的发泡工艺和材料性能共同决定的。因此，本文研究微发泡材料的成型工艺对泡孔形态的影响，以便更好地控制泡孔形态，获得理想泡孔形态的微孔材料。

1 微发泡制品的模型建立

本文制品设计参考标准拉伸试件D638-14，等比缩小10倍，试样的几何模型如图1（a）所示。用ANSYS的DesignModeler创建拉伸试件的3D模型，采用Moldflow划分双面网格，有限元模型和浇注系统如图1（b）所示。

图1：标准拉伸试样及网格划分

2 材料与工艺参数设定

选用材料为PLA（7000D，Nature Works），基于单因素实验方法，采用MOLDFLOW注塑微发泡充填和保压分析模块进行单因素数值模拟实验，分析模具温度、熔体温度、气体初始浓度、每体积气核数对注塑微发泡过程的影响。……