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that affect warpage. The testing specimen was produced at
low cost and involves only little finishing that is de-gating.
The thermal analysis of plastic injection mould has pro-
vided an understanding of the effect of thermal residual stress
on deformed shape of the specimen and the tensile stress anal-
ysis of product managed to predict the tensile load that the
warpage testing specimen can withstand before experiencing
failure.
Acknowledgement
The authors wish to thank the Faculty of Engineering,
Universiti Putra Malaysia for initiating the publication of this
Fig. 22. Stress versus strain curve for ABS.
Fig. 23. Stress versus load increment curve for ABS.
4. Conclusions
The mould designed has made it possible to produce high
quality warpage testing specimen to determine parameters注塑模具的设计与热分析
摘要:本文介绍了用于生产热变形测试样品的注塑模具的设计，这种模具能为自身实现热分析，从而得到模具的热残余应力的影响。文章对技术，理论，方法以及在注塑模型设计中需要的考虑的因素也进行了介绍。模具设计是通过商用计算机辅助设计软件Unigraphics系统的13.0版本实现的。这种用于分析因样品不均匀冷却产生的热残余应力的模具，已经通过使用13.5版的被称作LUSAS分析员的商业有限元分析软件得到了开发，而且存在问题也已经解决。该软件通过绘制相应的时间反应曲线为模具提供了温度分布等高线图以及注塑周期中的温度的变化。结果表明，与其他区域相比，收缩可能更容易发生在冷却渠道附近的区域。热变形就是这种在模具的不同区域的不均衡降温效果引起的。 关键词：注塑模具；设计；热分析
1.引言
塑料业是世界上发展最快的工业之一，被列入产值达数十亿美元的产业。几乎每一个在日常生活中使用的产品都涉及塑料的使用，这些产品大部分可通过注塑成型方法生产［1］。
注塑成型工艺因其制造过程是以较低的成本生产各种形态和复杂几何形状的产品而众所周知［2］。
注塑成型工艺是一个循环工艺，整个过程分为四个重要的阶段，即：充模，保压，冷却和喷射。在注塑成型过程是从漏斗中把树脂和适当的添加剂注入到注塑成型机的加热/注射系统开始的［3］。这就是“充模阶段”，在这个过程中，模腔填充了达到注射温度的热聚合物熔体。在模腔填充后的 “保压”阶段，更多的是聚合物熔体在更高的压力下被装进腔体，以补偿因聚合物固化引起的预计萎缩。接下来便是冷却阶段，在此过程中模具会冷却，直到有足够的刚性部分被弹出。最后一个阶段是“弹射阶段”，这个阶段模具被打开，成型部分被弹出，过后，模具会再次被关闭开始下一个循环［4］。
因为主要是靠经验，包括了实际工具的反复修改，所以设计和制造所需性能的注塑成型聚合物部件的过程很昂贵的。在模具设计任务中，由于包含了喷射和气压因素，通常来说，在核心区为模具设计特别附加的几何结构是相当复杂［5］。
为了设计出模具，许多重要的设计因素必须加以考虑。这些因素是模具的大小，模腔的数量、布局，热流道系统，门控系统，收缩和弹射系统［6］。
在模具的热分析中，其主要目的是分析热残余应力或模压对产品尺寸方面的影响。热诱导应力主要发生在注塑零件的冷却阶段，主要是由于其较低的热传导率和熔融树脂和模具之间的温度差异。在场冷却过程中的产品腔的温度是不平衡的［7］。
冷却过程中，离冷却通道越近的地方能更大程度的冷却下来。这种温度的不同引起了材料的异收缩，从而带来热应力。明显的热应力可能会引起变形问题。因此，在注射成型过程的冷却阶段对热残余应力场进行模拟是非常重要的［8］。通过了解热残余应力的分布特点，我们就可以预测热残余应力引起的变形。
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