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 微分注塑成型工艺的数值模拟与实验研究# 王小华，丁玉梅，张攀攀，谢鹏程，杨卫民** （北京化工大学机电工程学院，北京 100029） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：基于熔体微分原理的微分注塑成型机样机试制成功，针对微分注塑成型工艺开展基础 性研究。借助于数值模拟方法进行制品结构优化解决微分注塑机存在的问题，并进行成型工 艺参数的优化；实验研究微分注塑成型工艺的系统稳定性，注射量重复精度、出料口压力曲 线用于表征成型系统的成型稳定性。结果表明，微分注塑成型工艺可以实现微型制品的高效 率成型，但成型系统的稳定性问题亟待解决。 关键词：微分注塑成型；熔体微分原理；数值模拟；实验研究 中图分类号：TQ 320.66 Numerical Simulation and Experimental Study of Differential Injection Molding Technology WANG Xiaohua, DING Yumei, ZHANG Panpan, XIE Pengcheng, YANG Weimin (College of Mechanical and Electrical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029) Abstract: The prototype of differential injection molding machine that theoretically based on the melt differential principle have been fabricated successfully. Basic researches of differential injection molding technology are implemented. Numerical simulation method are applied to realize structural optimization for eliminating these problems that existed in the prototype, and also used for optimization of molding parameters. System stability of the novel technology are investigated through experimental study. Product repeatability and pressure curves of outlets are used to characterize the stability of molding system. Study results indicated that differential injection molding technology that based on melt gear pump can realize mass production of micro plastic products, but instability of equipment need to be removed urgently. Keywords: Differential Injection Molding; Melt Differential Principle; Numerical Simulation; Experimental Study 0 引言 随着科学技术的进步，产品不断向精细微结构方向发展，产生了新世纪产业需求的微机 电系统(MEMS)技术。微机电系统(MEMS)是目前最热门的机械电子技术之一，已被广泛应 用于汽车电子、无线通信、消费电子、生物医学、航空航天、工业、农业等领域。近年来国 际上微机电系统(MEMS)的专利数量呈指数规律增长，说明 MEMS 技术全面发展和产业快速 起步的阶段已经到来。根据必威体育精装版研究表明，2011 年，全球 MEMS 市场产值首度达到 100 亿 美元规模，未来 5 年微纳产业将会爆发性成长，保守估计到 2015 年全球 MEMS 市场将超 5000 亿美元[1]。随着精细微结构产品的市场需求急剧增加，研究精密注塑产品成型新技术也 成为高分子材料先进制造领域一项日益紧迫的任务。 针对于国外先进微型注塑成型装备价格高昂，微型化和精密化制造难度增加、性价比低 等不足，杨卫民以高分子材料先进制造的“微积分思想”为指导，提出了熔体微分原理[2]，并 基于熔体微分原理开展了基础性研究、可行性分析，突破高注射速