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导光板精密注射成型装备关键技术及工艺的研究

作　者: 温振兴
导　师: 杨卫民
学　校: 北京化工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 精密注射成型 导光板 注射成型工艺 螺杆 表面处理 剥离性能
分类号: TQ320.662
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文围绕精密透明光学制品——导光板的注射成型装备的关键技术和成型工艺展开研究。导光板是LCD背光模组里的一个重要组件,要求有一定的透光均匀度和灰度。小尺寸导光板一般采用注射成型。能否注射成型合格的导光板是衡量我国注塑装备水平的一个重要体现。国产注塑机成型导光板时,制品存在焦黄、黑点等缺陷。经分析主要为塑化机构存在问题,本文主要针对导光板的塑化机构进行研究。优化设计了导光板注塑成型专用螺杆。注射螺杆是塑料注射成型机中最关键的零件,对物料的输送性能、塑化性能有着直接的影响。特别是在成型制品质量要求很高的情况下,螺杆结构是否合理则成为一个非常重要的问题。本文利用专业CFD软件POLYFLOW对不同螺棱宽度、螺槽深度的注射螺杆计量段进行了三维等温非牛顿流场模拟。通过模拟计算,讨论不同螺棱宽度、螺槽深度对导光板物料——聚碳酸酯(PC)熔体输送性能的影响,得到最佳结构参数。经结构优化得到的导光板专用螺杆的另一个关键问题在于螺杆的表面处理。表面处理的目的是为了获得高的表面硬度、耐腐蚀性和光洁度,对于导光板专用螺杆来说最主要是获得和PC料好的剥离性能。对试块进行不同的表面处理,然后在试验台上进行PC料的剥离实验。从实验结果可以得到,电刷镀镍钨合金、物理气相沉积两种工艺可以大幅度提高剥离性能,而且表面光洁度高、耐腐蚀。企业试车,与常规镀硬铬螺杆相比,大幅的降低了导光板制品的次品率,试车结束后螺杆表面完好,而镀硬铬螺杆镀层出现脱落和物料降解黏结在镀层表面的现象。研究了镀层和导光板材料——PC料剥离性能的关键影响因素,发现剥离性能和镀层微观表面质量有关。解决了导光板成型装备的问题,要注射成型优质的导光板,还必须对成型工艺进行优化。本文利用模流分析软件Moldflow对导光板成型的保压条件、模温、熔体温度、冷却回路等工艺条件进行模拟,分析所产生的翘曲变形量,残余应力及体积收缩率,最终确定了导光板注射成型的最佳工艺参数。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-13
第一章 绪论  13-24
  1.1 导光板成型现状  13-15
    1.1.1 导光板的定义、功能及分类  13-14
    1.1.2 导光板的透光方式  14-15
    1.1.3 成型导光板产品的品质要求  15
  1.2 精密注射装置的发展历史及现状  15-21
    1.2.1 精密注射成型的定义及精密注射机塑化机构  15-19
    1.2.2 导光板专用螺杆结构的研究  19
    1.2.3 导光板专用螺杆表面处理的研究  19-21
  1.3 导光板材料—聚碳酸酯(PC)注射成型特性  21-22
  1.4 研究意义、内容  22-24
    1.4.1 本研究的意义  22
    1.4.2 本研究的内容  22-23
    1.4.3 本研究的创新点  23-24
第二章 导光板成型专用螺杆研究  24-51
  2.1 导光板(PC)专用螺杆结构设计  25-30
    2.1.1 流场分析  26-28
    2.1.2 流道平均剪切速率的模拟结果和分析  28-30
  2.2 导光板螺杆表面处理及镀层与PC料剥离性能的研究  30-45
    2.2.1 镀金、塑料剥离性能实验  31-39
    2.2.2 镀金和PC料剥离性能的影响因素分析  39-45
  2.3 导光板专用螺杆性能的工业化测试  45-50
    2.3.1 实验方案  45-46
    2.3.2 实验结果与讨论  46-50
  2.4 本章小结  50-51
第三章 导光板成型工艺的研究  51-68
  3.1 模拟软件Moldflow介绍  51-52
  3.2 三维有限元模型的建立  52
  3.3 导光板成型的模流分析  52-66
    3.3.1 初始工艺条件设定  52-54
    3.3.2 模拟结果  54-55
    3.3.3 改变工艺参数后的模拟结果  55-65
    3.3.4 导光板成型的最佳工艺参数  65-66
  3.4 本章小结  66-68
第四章 结论  68-70
  4.1 本项目研究的主要结论  68-69
  4.2 展望  69-70
参考文献  70-72
致谢  72-73
攻读硕士期间发表的学术论文  73-74
作者及导师简介  74-75
北京化工大学 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  75-76

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 生产过程与生产工艺 > 成型加工 > 注射成型
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