Page 61 - 《橡塑技术与装备》2023年10期
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理论与研究                                          陈淼 等·精密注塑制品缺陷改良及质量调控方法的研究进展





                         精密注塑制品缺陷改良及质量调控


                                              方法的研究进展


                                                                              3
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                                         陈淼 ，赵南阳 ，许忠斌             1，2，* ，付精 ，吴琼       3
                                        (1. 浙江大学能源工程学院，浙江  杭州  310027 ；
                                        2. 浙江大学机器人研究院，浙江  宁波  315002 ；
                                      3. 贝隆精密科技股份有限公司，浙江  宁波  315400)


                       摘要 ： 注塑成型在精密仪器、生物基因工程、信息通讯及航空航天等高端领域得到广泛应用。精密注塑制品的良品率严重受
                     制于成型过程中的翘曲、收缩、冷却等引起的缺陷，制品缺陷改良和质量调控方法成为注塑工业的研究重点。本文从工艺参数、
                     材料和模具系统三方面对近年来使用较多的精密注塑制品缺陷改良及制品质量调控方法进行分类总结，论述了近期国内外借助数
                     值模拟技术、机器学习算法、专家系统等专业工具对制品缺陷关键影响因素进行分析研究情况。其中，以新型启发式模型为代表
                     的工艺参数优化方法最具广泛性、经济性，能有效改良并减少精密注塑制品的缺陷，对精密成型制品质量调控具有重要的意义。
                       关键词 ： 注塑成型 ；质量缺陷 ；缺陷改良 ；优化方法 ；工艺参数
                       中图分类号 ： TQ320.66                                文章编号 ： 1009-797X(2023)10-0013-06
                       文献标识码 ： B                                       DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.10.004





                    随着塑料成型技术的创新发展和技术水平的提                          在注塑生产加工中得到广泛应用。当涉及的实验因素
                高，注塑成型在精密仪器、生物基因工程、医药工程、                          和水平较多时 ,  所耗费的人工、材料和时间成本较高。
                信息通讯、军事及航空航天等高端领域得到广泛应用，                          为了简化计算分析，减少实验因素及其水平，衍生出
                制品缺陷改良和质量调控方法成为注塑工业的研究重                           分式析因实验设计、正交实验设计等简化方法。
                点。恰当的材料选择、模具系统的设计和工艺参数的                               田口方法 (Taguchi  method)  [1~2]  是较常用的一种
                设定能确保聚合物熔体在模腔内保持较好的流动状态，                          实验设计方法。实验者可以依据试验需求如因子数、
                经保压、冷却并顶出后才能避免缺陷的产生，实现制                           因子水平和有无交互作用等创建相应的正交表，在全
                品质量的调控。                                           局实验点中选择出一些代表性点开展正交试验，能够
                    为有效解决精密注塑制品缺陷问题，学者们依托                         有效减少试验次数，达到等效甚至优于全因子试验
                统计学和计算机科学等交叉领域知识，借助实验设计                           的效果。中心复合设计 (Central  Composite  Design，
                方法、数值模拟技术、机器学习算法和专家系统等方                           CCD) [3~4]  和 Box-Behnken 实验设计 (Box-Behnken
                法，对注塑工艺参数和模具系统等进行优化分析，获                           Design，BBD)  [5~6]  也被广泛运用，两者都是响应面法
                得显著成效。本文从工艺参数、材料和模具系统三方                           (Response Surface Method， RSM) 中的重要设计方式。
                面对近年来使用较多的精密注塑制品缺陷改良及制品                           RSM 是采用多元二次回归方法拟合各影响因素与响应
                质量调控方法进行分类总结，重点对新型启发式模型                           变量间映射关系（如图 1 所示），从中求解最佳工艺参
                为代表的工艺参数优化方法进行讨论。                                 量的一种数理分析方法。BBD 与 CCD 区别主要在于
                                                                  后者能拟合完全二次模型，对实验连续性有要求时一
                1 工艺参数优化
                1.1 实验设计方法                                           作者简介 ：陈淼（2001-），本科，主要从事注塑工艺优化
                                                                  方法及制品质量改良技术。
                    实验设计方法 (Design  of  Experiment，DOE)是
                                                                     基 金 项 目 ：浙 江 大 学 机 器 人 研 究 院 资 助 项 目（K12105），
                较为传统的注塑工艺参数优化方法。与其他优化方法                           国家自然科学基金项目 (No.52073247)
                相比，实验设计方法相对容易实现，计算量小，因此                              * 通讯联系人
                                                                     收稿日期 ：2023-05-12


                      年
                2023     第   49 卷                                                                      ·13·
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