w619手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)-滑塊抽芯注射模含開題及20張CAD圖,w619,手機(jī)外殼,注塑,模具設(shè)計(jì),滑塊抽芯,注射,開題,20,cad 快速原型模具中相變材料的研究 王松浩 約瑟 摘 要 本文提出了一個(gè)新的進(jìn)程產(chǎn)生蠟?zāi)Ｊ绞褂每焖僭椭圃炷＞吆拖嘧儾牧希ㄏ嘧儾牧希?。?shù)值模擬的系統(tǒng)進(jìn)行充分了解的熔點(diǎn)和熱吸收性能和注入蠟。首先，比熱和蠟是修改帳戶的增加量的能量形式的熔化潛熱超過(guò)其熔點(diǎn)的溫度范圍。然后，一個(gè)精心準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)成功地證實(shí)了有效的工作。比較傳統(tǒng)的蠟?zāi)Ｊ降倪^(guò)程，這種方法打開一個(gè)新窗口獲取蠟?zāi)Ｊ接酶俚臅r(shí)間和更多的幾何復(fù)雜性，同時(shí)提供了良好的精度。此外，優(yōu)化練習(xí)不同的導(dǎo)熱金屬粉系統(tǒng)混合物揭示了可能性，進(jìn)一步用蠟?zāi)虝r(shí)間，使這一進(jìn)程的競(jìng)爭(zhēng)與傳統(tǒng)工藝。 關(guān)鍵詞：剪切轉(zhuǎn)移 熔模鑄造 模具 脈沖編碼調(diào)制 快速原型 蠟?zāi)Ｊ? 第1章 簡(jiǎn)介 熔模鑄造是一種傳統(tǒng)的制造金屬零件的過(guò)程。它可以產(chǎn)生復(fù)雜的形狀，將難以或不可能進(jìn)行技術(shù)壓鑄等，但它需要較少的表面處理，只有輕微的加工[1]。加工蠟?zāi)Ｊ侥＞咄ǔ１匾倪^(guò)程。 隨著技術(shù)的發(fā)展，快速原型（反相）和快速制造技術(shù)迅速得到普及，由于其靈活性和市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，其應(yīng)用在精密鑄造給設(shè)計(jì)者自由地修改和重新設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品沒(méi)有比以前明顯的增加開發(fā)的時(shí)間和成本。進(jìn)行了研究比較得出粉末的三維打印成形技術(shù)可以快速鑄造輕合金[2]。金屬零件也作了熔模鑄造的反相冰模式[3]。此外，快速鑄造自由曲面零件是實(shí)現(xiàn)通過(guò)更換蠟?zāi)Ｊ降牧Ⅲw模式單一、小批量生產(chǎn)的過(guò)程[4]。雖然一些研究使用塑料反相模式直接投資鑄造消耗性材料具有良好的結(jié)果，但是一個(gè)塑料模式只能產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的金屬部分[5]。因此，替代過(guò)程是需要產(chǎn)生一個(gè)以上的部分有一個(gè)塑料快速成型模具。 在熱儲(chǔ)能改變世界能源的今天是指一項(xiàng)技術(shù)：將能量存儲(chǔ)在一個(gè)熱儲(chǔ)以后使用。存儲(chǔ)容量和使用的可能性潛熱儲(chǔ)能系統(tǒng)是因?yàn)橐恍┎牧?，如相變材料，相變材料有一個(gè)大的熱融合，可以用來(lái)儲(chǔ)存熱能。模式的傳熱過(guò)程中遇到的熔煉和凝固相變主要傳導(dǎo)，對(duì)流，并密切聯(lián)系梅爾廷。熱儲(chǔ)能開始在下面這段文章中，對(duì)流模式可以被忽略而緊密接觸熔化扮演著重要的角色[6,7]。 本文提出的一種新的方法，實(shí)現(xiàn)了快速成形技術(shù)結(jié)合中成藥生產(chǎn)蠟?zāi)Ｊ健?shù)值模擬已進(jìn)行研究的瞬態(tài)傳熱過(guò)程發(fā)生在注射石蠟在丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（絕對(duì)值）塑料模。本目的是利用大量潛熱存儲(chǔ)容量脈沖編碼調(diào)制提取中所含的熱量液體石蠟為獲得固體蠟?zāi)Ｊ?。一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)，提供了令人滿意的結(jié)果。 這一新提議的過(guò)程，一個(gè)快速制造模具復(fù)雜的幾何可以很容易地建立和用于各種模具中。此外，使用后，脈沖編碼調(diào)制材料可提取的舊模具和直接應(yīng)用到新的模具，很環(huán)保。此外，其他一些數(shù)值模擬顯示的可能性降低蠟?zāi)虝r(shí)間的混合金屬粉末材料或進(jìn)一步希望的結(jié)果。 第2章 參數(shù)的數(shù)值模擬 2.1工作原理和幾何 物理模型用于這項(xiàng)研究是在圖1，其中的主要組成部分可以看到。在左側(cè)，模具裝配是一個(gè)探索的看法。右邊的那幅圖的橫截面顯示功能的一腔和一個(gè)蠟。 這一程序的蠟鑄造是如下： 1. 首先，1是擠滿了腔和模具冷卻到22攝氏度（凝固點(diǎn)這個(gè)相變）。 2. 然后，液體蠟注入腔2通過(guò)噴嘴。 3. 當(dāng)液體蠟接觸墻壁的塑料，其熱轉(zhuǎn)移到相變材料通過(guò)墻壁。 4. 在開始融化，蠟開始鞏固。 5. 固化后的蠟，打開模具和鞏固蠟?zāi)Ｊ绞?。（結(jié)果這種模具是蠟賽揚(yáng)\林德在中心）。 6. 幾個(gè)模式可以產(chǎn)生直到相變材料吸收足夠的熱量和冷卻時(shí)再進(jìn)一步生產(chǎn)。 圖1 實(shí)際設(shè)計(jì)中的幾何分布 圖2 二維模型的數(shù)值模擬[8,10] 為了節(jié)省計(jì)算時(shí)間，二維瞬態(tài)傳熱進(jìn)行了仿真和本文件中的設(shè)置如圖2所示。 2.2材料性能 使用的材料在兩個(gè)模擬和實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在表1，在兩個(gè)蠟及非線性行為與相變，所以特別治療應(yīng)考慮仿真，詳細(xì)的介紹了2.5.1和2.5.2工具。 2.3控制方程 對(duì)四個(gè)物理過(guò)程進(jìn)行模擬，以研究整個(gè)能源儲(chǔ)存過(guò)程中發(fā)生流體流，相變，熱傳導(dǎo)，對(duì)流。本節(jié)提出了一個(gè)簡(jiǎn)要的方程需要考慮到所有四個(gè)過(guò)程。 表1物理性能[11] 石蠟： 導(dǎo)熱系數(shù)： 0.21 W/m·K 熱容量： 2.5 kJ/kg·K 密度： 990kg /m 熔化焓： 210kJ/kg 熔點(diǎn)范圍： 44° C~46°C 脈碼調(diào)制rubitherm sp22A4紙進(jìn)出口： 熔點(diǎn)： 24°C 凝固點(diǎn)： 22°C 熱容量： 165 kJ/kg 密度： 1.38 kg/dm 比熱容量： 2.5 kJ/kg·K 導(dǎo)熱系數(shù)： 0.6 W/m·K 塑料： ABS 熔點(diǎn)范圍： 110 ~ 125°C 熱導(dǎo)電密度： 0.2 W/m·K 特殊能力： 1.54 kJ/kg·K 2.3.1傳熱：對(duì)流 描述對(duì)流換熱過(guò)程的能量方程如下： (2.1) 其中Cp為材料的比熱，k是熱電導(dǎo)率，T為溫度?！?】式模擬 DT/ DT在材料中的對(duì)流換熱過(guò)程的作用效果。 2.3.2傳熱：傳導(dǎo) 我們可以假設(shè)，對(duì)流在融化的PCM的影響是微不足道的[7]。因此，熱量在赫斯的其余部分的轉(zhuǎn)移下傳導(dǎo)。在這種情況下，熱傳導(dǎo)方程得出結(jié)論： (2.2) 2.3.3在相變材料的傳熱 為了考慮到PCM和蠟熔化過(guò)程中的相變過(guò)程中，應(yīng)在熔化界面中計(jì)算下列公式： (2.3)下標(biāo)是的固體和液體的標(biāo)志，L是融合的潛熱（焓），X是熔化接口的位置。公式3不是直接利用COMSOL解決。一個(gè)不同的方程被用來(lái)解釋熔化過(guò)程;一個(gè)不同的程序是用來(lái)解決這個(gè)方程數(shù)值計(jì)算如[12,13]所示。 2.4邊界條件小號(hào) 室外溫度最大為298.15度(25°)（圖2）。由于對(duì)稱的幾何形狀，絕熱邊界條件適用于水平中心線。 2.5數(shù)值解 為了解決這些COMSO這種物理分析軟件系統(tǒng)，考慮到熔煉界面和融化PCM或石蠟所需的能量，用每畝比熱T取代非線性比熱Cp [12]。 2.5.1蠟 使用石蠟的融合焓為210千焦耳/公斤，并在2攝氏度溫度范圍內(nèi)波動(dòng)（從44攝氏度至46攝氏度），比熱也做如下修改，修改為比熱在44攝氏度至46攝氏度之間的相位變化的數(shù)值[13]。 所需的理論能量的相變： (2.4)等效CP獲得相同的結(jié)果： 然后可以繪制如下圖在COMSOL軟件的功能。 方程需要考慮到改變軟件的具體熱圖。圖3如下： 圖3 CP和溫度(K)之間的關(guān)系 [7] 2.5.2 PCM 對(duì)于PCM有超過(guò)2165千焦耳/公斤的融合焓允許在2攝氏度溫度范圍內(nèi)（從22攝氏度至24攝氏度），具體修改如【8】：PCM的潛熱在22攝氏度至24攝氏度的相位變化（見表1）。 增加2攝氏度時(shí)相變所需的理論能量 (2.5)與等效CP獲得相同的結(jié)果： 通過(guò)該命令，可以得出如下圖在COMSOL軟件方程需要考慮到改變軟件的具體熱圖。圖4如下： 圖4 Cp和溫度（K）之間的關(guān)系[7] 第3章 實(shí)驗(yàn) ABS塑料模具的準(zhǔn)備，首先使用熔融沉積RP工藝。下一步，液體PCM材料是要的密封腔體的注入。然后被存放在寒冷的環(huán)境中，約30分鐘冷卻和鞏固PCM材料，在進(jìn)行模具裝配。這些步驟完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)置.蠟加熱到大約70°C和注射電爐和使用醫(yī)療針注射工具融化。 圖5 實(shí)驗(yàn)1 注蠟（左上）開模（右上）和完成模式（下） 圖6 模具和蠟型(65×35×10mm) 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，模具從寒冷的環(huán)境中，蠟液注入到腔（蠟）。在室溫下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(約25°C)[12]。凝固后，模具被打開，獲得凝固的蠟紋。 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用一個(gè)計(jì)時(shí)器，熱電偶和攝像機(jī)，記錄在監(jiān)測(cè)的目的模具內(nèi)的特定位置的溫度變化，以驗(yàn)證數(shù)值模擬。在構(gòu)造的基礎(chǔ)上獲得圖上的數(shù)據(jù)（圖9）。 實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果如圖5。圓柱蠟片的尺寸為20×40毫米。看到照片，液體蠟注入通過(guò)噴嘴（左上）。這一步之后，由冷卻過(guò)程中，模具被打開后（右上）。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)槌鰜?lái)順利，故采用小閃光燈觀察。 然后從第一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M和驗(yàn)證，更復(fù)雜的蠟紋2（圖6）實(shí)驗(yàn)，證明這種方法的靈活性。使此模式所需的模具CAD程序設(shè)計(jì)和相同的注射程序，提到這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是為了進(jìn)一步證明獨(dú)創(chuàng)性和確認(rèn)的新方法的可行性。這是絕對(duì)必要的過(guò)程，以確保尺寸精度，有模具收縮的因素，甚至必須考慮到石蠟，在傳統(tǒng)工藝一樣要考慮到鑄造合金的影響[14]。 第4章 數(shù)值結(jié)果驗(yàn)證 圖7給出了在20分鐘的數(shù)值分析在冷卻過(guò)程中蠟的溫度分布。確切的凝固點(diǎn)是r =2.5毫米中心注入蠟[12]。顯然，在這一刻，已經(jīng)超越這一蠟?zāi)厅c(diǎn)。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬冷卻的目標(biāo)是鞏固蠟3/4。他的情況，然后蠟紋可以從模具不變形，然后放入冷水中作進(jìn)一步的冷卻和硬化。圖8顯示了點(diǎn)2.5毫米遠(yuǎn)離蠟紋中心的冷卻過(guò)程中的溫度。黑色的水平線指定蠟?zāi)虦囟仍?5°C。因此，在21分鐘，蠟封閉的已經(jīng)凝固的蠟紋可以去除。因此，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算結(jié)果是一致的。 圖7 經(jīng)過(guò)20分鐘的冷卻2D模擬 圖8 溫度隨時(shí)間變化。從實(shí)驗(yàn)蠟r =2.5毫米 在實(shí)驗(yàn)，攝錄一體機(jī)，熱電偶和一個(gè)計(jì)時(shí)器用于記錄點(diǎn)的溫度，從中心的蠟紋r=8.5毫米。下面的測(cè)試結(jié)果與理論預(yù)測(cè)比較（圖9）。 顯然，從實(shí)驗(yàn)和數(shù)值曲線，蠟開始凝固約3 - 4分鐘，超出這個(gè)點(diǎn)8.5毫米的曲線的趨勢(shì)是非常一致的。 第5章 優(yōu)化PCM的熱導(dǎo)ITY 要加強(qiáng)在PCM材料傳熱，一個(gè)方法是增加他的PCM材料的導(dǎo)熱系數(shù)。在另一項(xiàng)研究中，金屬粉末填充蠟?zāi)9]。在這項(xiàng)研究中，金屬粉末混合成的液體PCM，使整體系統(tǒng)的熱導(dǎo)率將上升。下面一節(jié)是專門找到的金屬導(dǎo)熱系數(shù)的最佳值，使蠟?zāi)虝r(shí)間可以盡可能地減少。 為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，將最初的系統(tǒng)（圖1）作為我們幾模擬模型，而不同的整體導(dǎo)熱PCM金屬粉末混合物的常數(shù)K。如上所述， 冷卻的目標(biāo)仍設(shè)置為3/4的蠟變成固體。因此，認(rèn)為在這些模擬的凝固點(diǎn)仍然在R= 2.5毫米（圖2）。仿真結(jié)果圖繪制。 這是非常有趣的發(fā)現(xiàn)，從上述情節(jié)的非線性行為。它似乎是金屬導(dǎo)熱的理想價(jià)值 - 粉 - PCM混合物將是K = W / M·K-相當(dāng)于在短短10分鐘內(nèi)凝固的蠟，甚至比傳統(tǒng)方法更短的時(shí)間（15分鐘）[10]。 這一結(jié)果將是一個(gè)合理的解釋注入蠟PCM金屬粉末混合物的傳熱機(jī)制。用于蠟紋，在傳統(tǒng)的金屬模具，熱蠟是通過(guò)金屬模具運(yùn)到環(huán)境中消散。然而，在這個(gè)過(guò)程中，從蠟的熱量被輸送到PCM - 金屬粉末混合物，固液相變過(guò)程中吸收。較高的導(dǎo)熱系數(shù)，均勻地分布在它的體積周圍，這是可以被利用的。 圖9 R=8.5mm實(shí)驗(yàn)的數(shù)值結(jié)果 圖10凝固陽(yáng)離子時(shí)間與熱絕緣圖電導(dǎo)率 第6章 結(jié)論和展望 一個(gè)新的進(jìn)程和RP技術(shù)的快速蠟成型PCM材料的幫助下提出的。 數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)工作條件（材料和尺寸進(jìn)行檢查）認(rèn)為，約21分鐘，需要鞏固蠟紋（外層）的75％，可用于少量采樣和預(yù)測(cè)試。的比較之間的數(shù)值預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果是令人滿意的。 快速功能和RP技術(shù)的通用性，提出了模具制造和更經(jīng)濟(jì)的蠟?zāi)?，特別適合小的數(shù)量和復(fù)雜幾何形狀的采樣時(shí)間較短。PCM是100％可回收和可重復(fù)使用的，它使過(guò)程更加環(huán)保。此外，基于數(shù)值模擬，進(jìn)一步縮短。因此，凝固時(shí)間將通過(guò)金屬粉末的混合物達(dá)到增加導(dǎo)熱更快的熱提取到PCM材料。 致謝 本研究部分支持由工業(yè)局，臺(tái)灣，通過(guò)補(bǔ)助98-N-265-MEA的 - L-010。作者感謝贊助商的支持目前的工作。還要特別感謝先生帕維爾Pitotech公司模擬設(shè)置的咨詢臺(tái)。