Successful injection molding:process, design, and simulation

目录
第1章 注塑制品的成功开发和生产
1.1 注塑塑料制品的开发
1.2 设计过程
1.3 数据收集和产品技术规格
1.4 注塑塑料制品四大组成部分概述
1.4.1 材料
1.4.2 制品设计
1.4.3 模具设计与制造
1.4.4 加工
1.5 通过计算机辅助工程实现制品开发的集成
1.6 塑料特性和优缺点概述
1.6.1 塑料的优点
1.6.2 塑料的缺点
第2章 注塑用热塑性塑料
2.1 聚合物结构
2.1.1 热塑性塑料
2.1.2 无定形热塑性聚合物
2.1.3 半结晶热塑性聚合物
2.1.4 热固性塑料
2.2 熔体流变学:注塑中聚合物的流动
2.2.1 非牛顿流动
2.2.2 温度对黏度的影响
2.2.3 层流
2.2.4 喷泉流
2.2.5 流道横截面上速度和剪切速率分布
2.2.6 常用的黏度模型
2.2.7 分子量分布对黏度的影响
2.3 塑料的收缩
2.3.1 体积收缩
2.3.2 半结晶聚合物的体积收缩
2.3.3 模腔尺寸
2.4 力学性能
2.4.1 定义
2.4.2 模量
2.4.3 塑料的黏弹性
2.4.4 塑料模量的获得
2.4.5 其他的基本力学性能和测试方法
2.4.6 对设计有用的其他性能
2.4.7 材料数据误差的根源
2.5 CAE分析人员材料准则
参考文献
第3章 注塑过程
3.1 过程概述
3.2 注塑参数
3.3 充模
3.4 开始充模时的先决条件
3.5 过程的物理现象
3.6 压实和保压阶段
3.7 冷却阶段
3.8 塑化和熔体温度的控制
3.9 顶出
3.10 熔体压力的产生和分布
3.11 作用在注塑机上的力的产生和分布
3.12 实际注射参数和注塑过程分析的关系
第4章 注塑塑料制品设计准则
4.1 主壁设计
4.1.1 保持均匀壁厚
4.1.2 壁厚最小化
4.1.3 壁的形状
4.1.4 表面抛光
4.1.5 加强肋、角撑板和凸台
4.1.6 拐角、内圆角和倒圆半径
4.1.7 锥度和脱模角
4.1.8 倒陷和孔
4.1.9 模芯
4.1.10 避免画框特征
4.1.11 整体活页
4.2 制品设计实例
第5章 模具设计
5.1 模具装配
5.2 根据熔体输送系统(流道)的模具分类
5.2.1 冷流道模具
5.2.2 热流道模具
5.3 流道设计
5.3.1 冷流道设计
5.3.2 结构对称流道(冷与热流道)的流道平衡
5.4 浇口设计
5.4.1 浇口类型
5.4.2 浇口位置
5.5 长寿命和高刚度模具的结构设计
5.5.1 模具材料的选择
5.5.2 疲劳
5.5.3 阴模侧壁挠曲
5.5.4 模芯挠曲
5.5.5 支承板挠曲
5.6 模具冷却
5.6.1 实际要考虑的问题
5.6.2 热膨胀
5.6.3 并联和串联的冷却孔道
5.6.4 隔板和套管
5.7 模具顶出装置
5.7.1 顶出的基本问题
5.7.2 顶出方法
5.7.3 顶出要考虑的问题
5.7.4 顶出设计
5.8 排气设计
参考文献
第6章 充模及其对制品和材料的影响
6.1 塑料熔体的流动
6.1.1 模腔内的熔体流动
6.1.2 注塑过程中压力的形成
6.1.3 冻结层的隔热作用
6.1.4 充模速率和充模压力的影响
6.2 保压阶段
6.2.1 塑料冷却时的热收缩
6.2.2 用于抵消热收缩的补偿流动
6.2.3 补缩阶段低流率产生的结果
6.2.4 补缩阶段的压力分布
6.2.5 浇口冻结
6.3 浇口冻结后的冷却
6.4 流动对收缩的影响
6.4.1 剪切诱导取向
6.4.2 瞬态流动诱导取向
6.4.3 延伸流动诱导取向
6.4.4 纤维增强塑料的收缩
6.4.5 颗粒填充塑料的收缩
6.5 翘曲和残余应力
6.5.1 收缩对翘曲和残余应力的影响
6.5.2 冷却对收缩和翘曲的影响
6.5.3 残余应力
6.5.4 注塑制品的退火
6.6 加工对制品质量的影响
6.6.1 力学性能
6.6.2 熔接缝
6.7 加工和模具设计引起的缺陷
6.7.1 凹陷与孔隙
6.7.2 喷射
6.7.3 “流动”痕迹
6.7.4 困气
6.7.5 烧焦
参考文献
第7章 设计和加工策略
7.1 保持均匀的制品壁厚
7.2 慎用注塑制品的通用设计准则
7.3 建立模腔内简单、合适的流动模式
7.4 整个模腔内的均衡充模
7.4.1 模腔内的浇口位置
7.4.2 多腔模具
7.5 保证均匀的模具和熔体温度
7.6 消除、合理设置或调节熔接缝
7.7 避免熔体滞留
7.8 控制熔体的摩擦热
7.9 尽量减小冷流道的体积
7.10 避免过高的剪切速率
7.11 避免过大剪切应力和保持均匀的剪切应力
参考文献
第8章 原型制品成型
8.1 何时成型原型制品
8.2 原型制品成型方法
8.2.1 计算机辅助设计与工程
8.2.2 棒材的机加工
8.2.3 立体光刻成型
8.2.4 液态树脂浇注
8.2.5 热成型
8.2.6 注塑
第9章 计算机辅助工程介绍
9.1 CAE技术及其应用概述
9.1.1 背景
9.2 成功应用注塑模拟存在的问题
9.3 影响准确性的求解方法和假设
9.3.1 常用简化及相关误差
9.3.2 迭代解法
9.4 2维分析
9.4.1 可行性研究(条状充模)
9.4.2 流道分析
9.5 中平面2?维壳分析
9.6 双域建模与分析
9.7 建模产生的误差
9.8 材料数据的缺陷
9.9 过程关系产生的误差
9.10 非技术方面
9.10.1 模拟的必要性
9.10.2 公司环境和策略
9.10.3 培训
9.10.4 程序运行
9.10.5 结果解释
9.10.6 沟通
第10章 计算机辅助工程分析过程
10.1 注塑分析需求概述
10.1.1 第1阶段:制品开发与制品设计人员
10.1.2 第2阶段:模具设计
10.1.3 第3阶段:生产人员
10.2 注塑模拟过程概述
10.3 实验设计与CAE相结合优化设计和加工参数
第11章 计算机辅助工程中热塑性塑料的表征
11.1 用于模拟的性能表征
11.2 灵敏度分析
11.2.1 加工条件
11.2.2 模拟结果
11.2.3 结果分析
11.2.4 小结
11.3 实验室和生产
11.4 确定熔体黏度的流变测试
11.4.1 ASTM D3835,使用毛细管流变仪测量热塑性塑料的流变性能
11.5 热性能
11.5.1 热导率
11.5.2 比热容
11.5.3 密度与PVT的关系
11.5.4 转变温度
11.6 结构性能
11.7 力学性能
第12章 注塑分析中的几何建模
12.1 2维分析
12.2 薄壳体有限元模型((2?维)
12.2.1 网格密度确定准则
12.2.2 模型细节的考虑
12.2.3 充模和保压分析的网格密度
12.2.4 冷却分析所需的网格
12.2.5 收缩和翘曲分析
12.3 薄壳体分析的3维模型转变成2?维模型
12.4 3维分析
第13章 充模和保压分析
13.1 理论和假设
13.1.1 流体动力学和层流
13.1.2 喷泉流
13.1.3 流动初步近似——中平面对称假设
13.1.4 模壁与中心之间的温度梯度
13.1.5 比容(ν～1/ρ)与温度和压力相关
13.1.6 比热容(C〓)与温度相关
13.1.7 热导率(k)与转变相关
13.1.8 转变温度和不流动温度
13.1.9 熔体黏度与温度、压力和剪切速率相关
13.2 分层离散方法
13.3 过程优化
13.3.1 优化对象
13.3.2 制品品质
第14章 模具冷却分析:计算机辅助工程和边界元法
14.1 均匀冷却及其对翘曲的影响
14.2 冷却过程的优化
14.3 建模问题
第15章 收缩和翘曲分析
15.1 翘曲产生的原因
15.1.1 制品厚度方向的收缩率不均匀
15.1.2 制品面积收缩率的不均匀:2维收缩
15.1.3 取向效应产生的收缩率不均匀
15.2 翘曲稳定性与预测
15.2.1 小翘曲分析
15.2.2 弯曲分析
15.2.3 大翘曲分析
15.3 翘曲分析
15.3.1 沿制品厚度方向收缩不均匀的分析
15.3.2 面积收缩不均匀的分析
15.3.3 取向诱导忧缩不均匀的分析
15.4 残余应力
15.4.1 残余应力的形成
15.4.2 短期效应与长期效应
15.4.3 应力松弛
15.5 精密制品的收缩率预测
15.5.1 各向同性收缩与各向异性收缩
15.5.2 体积收缩率与线性收缩率
15.6 解释与应用
15.6.1 翘曲结果解释
15.6.2 翘曲分析——确定原因
15.6.3 尽量减小翘曲——一种方法