气体-水-辅助注塑成型充填过程的数值模拟研究

针对气体-水-辅助注塑成型(GWAIM)这一新型工艺,采取数值模拟技术对其充填过程进行研究。建立该工艺充填过程的数值模拟模型,采用Cross-WLF黏度模型,利用流体体积法实现对自由界面的追踪,系统研究了穿透过程及温度演变、工艺参数对GWAIM工艺制件残余壁厚的影响及工艺优化。结果表明:GWAIM工艺直管制件的残留壁厚均匀且波动范围较小,制件注气前与注水后的温度差较大;增加注气延迟时间,残余壁厚有增加的趋势;增加注水延迟时间,制品的残余壁厚小幅度增加并趋于稳定;增加注气速度和模具温度,制件的残余壁厚越小;增加注水速度和熔体注射温度,制件的残余壁厚小幅度减小;通过正交实验极差分析,得出注气延迟时间为影响制件残余壁厚的最主要因素,以及最优的工艺参数组合,即注气延迟时间3 s、注水延迟时间3 s、注气速度3 m/s、注水速度2 m/s、模具温度320 K、熔体注射温度503 K。