基于超聲的注塑成形在線監(jiān)測技術(shù)

趙鴻敬，朱江

基于超聲的注塑成形在線監(jiān)測技術(shù)

趙鴻敬1，朱江2

（1.航天材料及工藝研究所，北京 100076；2.四川航天烽火伺服控制技術(shù)有限公司，成都 611130）

在傳感器與熔體不接觸的條件下獲取注射成形過程中熔體流動固化收縮等準(zhǔn)確信息?；诔晜鞲屑夹g(shù)，建立適用于塑料注塑成形過程的超聲監(jiān)測系統(tǒng)，通過超聲探頭采集型腔中某點(diǎn)的超聲反射信號強(qiáng)度，結(jié)合壓力傳感器數(shù)據(jù)與有限元仿真結(jié)果對超聲信號特征峰值進(jìn)行分析，并在不同注塑壓力、速度、冷卻時(shí)間等工藝條件下進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)。超聲信號特征峰值能夠精確感知注射成形過程中熔體流動前沿到達(dá)、型腔充填完成、V/P轉(zhuǎn)換、冷卻收縮等型腔內(nèi)實(shí)時(shí)信息。與壓力傳感器等技術(shù)手段相比，通過超聲技術(shù)可在與熔體不接觸的條件下獲取型腔內(nèi)熔體演變的更多信息。

超聲技術(shù)；聚合物；注射成形；在線監(jiān)測

塑料注射成形是一種重要的成形方法[1-2]，其中高分子材料的注塑成形過程受非線性和時(shí)變等多參數(shù)的影響。在實(shí)際加工過程中，在線跟蹤監(jiān)測塑料熔體的演變規(guī)律具有十分重要的意義。有些學(xué)者采用熱電偶[3]和壓力傳感器[4]等傳統(tǒng)手段實(shí)現(xiàn)了注射成形過程的在線監(jiān)測，也有學(xué)者嘗試了其他在線監(jiān)測技術(shù)如可視化技術(shù)[5-6]、熒光技術(shù)[7]、紅外技術(shù)[8-9]和介電技術(shù)[10-12]等，但大部分監(jiān)測技術(shù)僅適用于特殊的成形體系，不具備在工業(yè)中應(yīng)用的能力。

超聲波是超聲振動在彈性介質(zhì)中傳播的機(jī)械波，在高分子領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[13-18]。……