塑料片材真空阴模吸塑成型模拟及实验研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文塑料片材真空阴模吸塑成型模拟及实验研究姓名：郑超申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：张宜生2011-01-10华中科技大学硕士学位论文摘要一直以来注塑和吹塑等工艺为塑料加工领域的主要加工方法。而近10年来这一领域正在迅速转为以热塑成型工艺为主。热塑性成型工艺中一个重要部分是真空吸塑成型工艺。塑料片材的成型技术简单且易于实现因此广泛应用于商品包装。同时在模内膜成型技术中膜的成形因其形状较为复杂尺寸控制精度要求高等特点使得塑料片材的成形技术成为其核心技术。此时需要从制品或膜的形状设计及成形工艺入手控制薄壳或膜的不均匀变薄从而实现精确制造。本文从塑料片材成形材料特性数据分析开始采用非线性有限元计算和多物理场耦合的计算方法模拟塑料片材成形过程从中获得制品设计与质量控制所需要的工艺参数。研究主要包括实验研究以及真空吸塑成型模拟研究。设计具有典型成型特征的模具并用其加工出制品对制品的质量进行分析。同时归纳热塑性工艺的材料特性和成型过程规律建立三维模型进行计算机模拟分析。经过实验与模拟数据的比较计算机模拟厚度数据与实测值最大误差在13%以内。有限元模拟方法有助于控制薄壳或膜的不均匀变薄从而提高设计和制造质量。针对当前模内膜工艺的应用问题——平面模内标签经吹塑成形为制品外形其平面图案转变为三维图案发身失真的问题提出了两种解决方案。一种为简单的几何仿真方案另一种为复杂的有限元模拟方案。两种方案的选择取决于生产工艺要求其中有限元模拟方案可以提供精确的分析结果。论文引用研究项目中的一个实例来证明了方案的有效性。关键词：吸塑成型数值模拟有限元法网格摄影测量弹塑性I华中科技大学硕士学位论文AbstractOvertheseyearsinjectionmoldingandblowmoldingisthemainlyfieldinplasticsprocessing.Thepast10yearsthisareaisrapidlyconvertedtothermoplasticmoldingprocessbased.Vacuumformingprocessisanimportantpartinthermoplasticmoldingprocess.Theplasticsheetformingtechniqueissimpleandeasytorealizethatiswhyitiswidelyusedforpackagingcommodities.SimilarlyinIn-Mold-Decoration(IMD)moldingtechnologyduetothecomplexgeometryofthemembraneandthehighrequirementofthedimensionalaccuracygeometricdesignandmoldingtechniquefortheproductshouldbefocusedoncontrollingthethicknessdistributionofshellormembranceplasticproductsinordertoachievehighprecisionmanufacturing.Thispaperstartedwithanalyzingtheperformancedataoftheplasticsheetmoldingmaterial