Page 76 - 化学分析与检测技术

化学分析与检测技术
Chemical Analysis and Detection Techniques

型来模拟塑料熔融后在模具中的流动、成形情况。借助模拟仿真分析，可以在早
期对产品、模具的设计以及加工方案进行评估，并预测产品可能出现的尺寸偏差
和质量缺陷。工程师依据仿真结果对设计及加工方案进行调整优化，可以显著缩
短设计周期、提高加工效率，避免实际试模过程导致的资源浪费。虽然模拟仿真

技术在工业界得到了广泛应用，但其采用的计算模型通常经过了许多简化，与实
际的成形过程存在差异。在产品模型越来越复杂、成形条件越来越苛刻的情况下，
仿真计算结果准确性不足的问题尤其突出，有时甚至对设计过程产生误导。
工艺参数优化。塑料注射成形的工艺参数是影响产品质量的重要因素。成形

工艺参数主要包括料筒温度、螺杆转速、注射压力、注射速度、螺杆位置、保压
压力、保压时间、冷却时间、背压等，它们与填充、保压、冷却以及顶出整个成
形阶段相关联。由于种类繁多、关系复杂，因此工艺参数的优化十分困难。注射
成形工艺参数的优化是一个强经验、弱理论的过程，工艺参数与产品尺寸、性能

之间的关系无法用精确的数学模型描述，因此，目前主要的工艺优化方法为人工
尝试法，它依赖于工程师的经验或者使用简单经验计算公式进行参数设定，通过
试模的结果反馈修正工艺参数，重复此过程直至获得合理的工艺参数组合。人工
尝试法极其依赖工程师的经验知识，且产品质量难以保障。虽然对于大多数普通

塑料产品，人工调整能保证获得合格的产品，但是对于精密零件，如导光板、光
学镜头等，它们对尺寸、性能要求苛刻，产品的工艺窗口狭窄，仅依赖人工经验
很难获得最优的工艺参数设定。此外，仿真计算过程中，可以实现对产品部分质
量指标与工艺参数的敏感性分析，提供工艺参数的调整方向，但受限于仿真精度

和效率的制约，基于仿真计算的工艺优化仅能用于工艺参数的定性或半定量分析。
成形过程监控。塑料产品在密闭的模具中成形，无法直接观测其成形过程，
缺少对成形过程的认识，产品的质量问题只能依靠工程经验与直觉来进行修正。
为了克服该问题，基于传感技术的间接式过程监控在工业界广泛应用。通过传感

器对温度、压力、位置等物理变量进行实时测量与数据收集，能够间接地描述塑
料熔体在成形过程中发生的变化。实际生产中，过程监控获得的变量及其统计结
果被用来作为建立产品质量关系的特征，如注射压力，螺杆位置最大值／平均值、
偏度、峭度等。这些监控变量从某种程度上体现了注射成形过程变化，并能反映

产品的部分质量问题，但由于特征过于简单并采用了一定先验性假设，对复杂注
射成形过程缺乏表现力。同时成形过程随时间变化，如最大值、平均值等统计特

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