[發明專利]一種塑料注射成型工藝窗口的計算方法

有效

• 申請號: 201310703596.7
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103737877A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 周華民;張云;李德群;崔樹標;黃志高;李俊聰;高煌;李陽
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B29C45/76
• 分類號: B29C45/76
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于塑料注射成型技術領域，更具體地，涉及一種塑料注射成型工藝窗口的計算方法。?

背景技術

注射成型過程中，熔體溫度、模具溫度、VP轉換位置、注射速率、保壓壓力、保壓時間工藝參數是決定塑料注射成型制品質量的主要因素。其設置目前主要依賴于工藝人員的經驗與水平。但是由于塑料材料千差萬別，模具結構形式多樣，導致人工工藝參數設置困難，生產效率低、成品率低、重復精度差、質量難以保證。?

注射成型工藝參數在實際生產中需要有較強的魯棒性，保證制品的穩健生產。由于塑料注射機動力、結構和控制上的差異，以及模具制造的精度偏差帶來的不確定性，室溫、模具冷卻水溫等外部環境、液壓油泵油溫、機器損耗、傳動機構疲勞等加工狀態的不斷變化，制品質量會存在一定的波動。魯棒的工藝參數設置有利于將制品質量的波動降低到最小。?

工藝窗口是工藝參數空間的一個多維區域，包含了可以生產合格制品的工藝參數所有組合。當只工藝參數數量為2時，該區域是近似矩形區域，與窗口相似，故被稱為工藝窗口，如附圖1所示。工藝參數設置應位于工藝窗口內，保證制造出合格的制品。?

工藝窗口對確定工藝參數的魯棒性，保證穩健生產具有重要意義：1)確定可以制造合格制品的工藝參數的取值范圍和調整幅度；2)工藝窗口的中心可以作為魯棒工藝參數的選擇依據；3)確定制品質量對各工藝參數的敏感性。?

但是，注射成型工藝窗口的計算非常困難。主要因為注射成型過程中，工藝參數的數量多，之間存在強耦合、非線性關系，工藝窗口維度大，邊界不規則，準確描述工藝窗口及計算其邊界非常困難。目前一般將工藝窗口的邊界面假設為平面，通過插值的方法獲得工藝窗口，見S.Kulkarni,Robust?Process?Development?and?Scientific?Molding:Theory?and?Practice:Hanser?Gardner?Publications，2010：175-187.。這種方法一方面插值需要進行大量的全面的實驗，效率低下；另一方面邊界面的平面假設大大損耗了工藝窗口的精度，降低了其可信度。?

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種塑料注射成型的工藝窗口的計算方法，克服工藝窗口高維度、非線性，現有技術描述困難、計算量大的難題。?

為了實現上述發明目的，本發明公開了一種塑料注射成型工藝窗口的計算方法，所述方法包括以下步驟：?

（1）選擇工藝參數的種類，確定正交試驗的因素，根據工藝參數的取值范圍，確定每個因素的水平，根據因素數和水平數選擇標準正交表；?

（2）以標準正交表中的工藝參數組合作為工藝條件，通過數值模擬計算成型過程中制品的壓力分布、熔體溫度分布和剪切速率分布，并計算入口最大壓力P_max、熔體最大溫差ΔT_max、最大剪切速率

（3）根據第（2）步的計算結果，對第二步正交表中的每組工藝參數組合進行評價，建立制品質量評價；?

（4）根據第（3）步建立的制品質量評價，采用支持向量分類機對訓練樣本進行訓練，計算原始問題對偶的二次規劃問題的最優解和閾值，用于（5）步中構造判別式；?

（5）根據上述訓練樣本和步驟（4）獲得的最優解和閾值構造判別式，用以描述（1）選取的參數的工藝窗口。?

進一步地，所述步驟（1）包括如下步驟：?

（1-1）選取熔體溫度T_P、模具溫度T_m、注射速率V_i、VP轉換位置V_p、保壓壓力P_p和保壓時間t_p，6個工藝參數中的一個或多個作為正交試驗的因素，因素數記為N；?

（1-2）根據工藝參數的取值范圍，確定每個因素的水平，水平數記為M；?

（1-3）根據確定的因素個數和水平數選擇相應的正交表L_n(m^k)，正交表的選擇滿足m>M，k>N，其中m是正交表中各因素的水平數，k是因素數，n是總試驗次數；?

（1-4）根據上述選擇的正交表，確定后續進行模擬分析的總次數為n。?

進一步地，所述步驟（2）包括如下步驟：?