4  胶缸优化 29

4.1  结构改进 29

4.2  加热方式 31

4.3  仿真结果 31

结  论 34

致  谢 35

参考文献 36

附录  胶缸底座图纸 38

1  引言

1.1  本课题目的及意义

低压注塑是最近几十年里，基于传统注塑工艺成长起来的一项新科技。最初由德国汉高公司发明，应用于汽车领域。目前这项技术已经涵盖汽车电子、医疗电子、消费类电子、宇航电子、IT行业等众多领域，一定程度上取代了有毒且繁琐的灌封工艺。低压注塑技术应用于一切需要密封与保护装置的地方，起到耐温、耐化学腐蚀、减振、绝缘、防潮、防水、防尘、抗冲击等功能[1]。

图1.1  低压注塑与传统注塑工艺压力对比图

 低压注塑与传统注塑工艺温度对比图

 低压注塑与传统注塑工艺成型时间对比图

   低压注塑应用案例图

胶缸作为低压注塑机的主要组成元件，其优化设计至关重要。胶缸用于放置热熔胶(热熔胶——低压注塑原材料)。缸内具有特定形状数量的导热栅，这些导热栅目前多为电阻加热方式，将电能转化成热能达到原料塑化的目的。一方面，热熔胶是否能良好的在胶缸中加热塑化，关系到注塑过程的顺利进行与产品的质量；另一方面，企业讲求效率，胶缸对热熔胶的塑化应是高效稳定、可靠可控的。基于上述要求，对于低压注塑胶缸优化的必要性显而易见，在原有设计上对各项参数进行更为科学合理地选择，更好地服务于后续的注塑过程，从而使得低压注塑这项新技术得到进一步发展。

本课题旨在研究低压注塑胶缸，在原有基础上进行优化改善，实现胶料的稳定供应，确定胶缸生产时间，降低生产成本，为胶缸的研发提供完整的理论分析和数据支持。

1.2  国内外发展概况

1.2.1  国内发展概况

1.2.2  国外发展概况

1.3  本课题主要研究内容

本课题源于公司低压注塑胶缸优化项目，旨在对低压注塑胶缸结构等优化设计，在注塑加工中，实现胶料的稳定供应，确定胶缸生产时间，降低生产成本。根据课题背景，本文主要研究内容为：

（1）基于傅里叶定律以及传热学理论，胶缸升温过程的传热数学模型的建立

本文胶缸升温过程为无内热源非稳态导热过程，导热方式为瞬态，主要为热辐射与热对流。根据傅里叶导热微分方程以及传热学中的边界条件等，得出了胶缸的传热数学模型，以此作为ANSYS仿真的理论依据；

（2）基于有限元分析方法和ANSYS15.0仿真软件胶缸温度场有限元模型的建立，并仿真计算确定加热时间、熔胶参数

经过前处理、加载求解、后处理等步骤完成了胶缸有限元模型的建立，然后确定出了现有胶缸的生产时间，以及各时间点的熔胶量、熔胶率、选定位置的温度曲线等参数；

（3）实验验证

通过布置温度传感器对胶缸升温过程进行温度记录，与仿真结果对照，验证仿真的正确性；

（4）对胶缸结构提出优化设计，完成胶缸加工图纸