通过先进的薄膜辅助装饰技术优化微孔注塑组件的表面质量

《Polymer Engineering & Science》：Optimizing the Surface Quality of Microcellular Injection Molded Components Through Advanced Film-Assisted Decoration Technology

微孔注射成型结合注塑装饰技术，通过薄膜与空气层协同作用优化表面质量。研究建立多相流耦合传热模型，揭示薄膜热滞效应对孔隙尺寸（45.3-89.5μm）、密度（3.78×10^6-2.96×10^6 cells/cm3）及表面粗糙度（Ra 0.044-0.845μm）的影响规律，实验证实0.1mm聚丙烯薄膜可使等效热导率降至0.159W/m·K，Ra优化至0.044μm，显著提升表面质量。为低成本大规模生产提供理论支撑。

　　

摘要

在塑料加工领域，尽管微孔注塑成型（MIM）可以有效减少零件翘曲，但表面缺陷仍然是主要挑战。本研究将模内装饰（IMD）技术与MIM技术相结合，通过引入装饰膜来提升泡沫零件的表面质量。建立了一个考虑薄膜与模具之间空气层的多相流/固相耦合传热模型，揭示了装饰膜的传热滞后效应。当薄膜的导热系数较低或厚度较大时，这种效应更为明显：薄膜附近的孔隙平均直径增大（从45.3微米增加到89.5微米），密度降低（从3.78×10^6个孔隙/立方厘米降至2.96×10^6个孔隙/立方厘米），表面粗糙度增加（Ra值从0.044微米增加到0.845微米）。实验表明，当0.1毫米厚的聚丙烯（PP）薄膜与空气层协同作用时，等效导热系数降至0.159 W/m·K，形成了理想的热屏障，使表面粗糙度Ra优化至0.044微米，显著提升了表面质量。该研究成果为工业应用中泡沫零件质量的优化提供了理论基础，尤其为低成本大规模生产中薄膜材料的选择和工艺参数的调控提供了新的思路。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。