玻纤质量分数对长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助共注塑管件的影响

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作者 廖钱生 柳和生 +2 位作者 匡唐清 刘家豪 张伟 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1329-1337,共9页

为研究玻纤质量分数对以长玻纤增强聚丙烯为外层材料、纯聚丙烯为内层材料的水驱动弹头辅助共注塑成形(W-PACIM)管件的影响,采用试验方法分析了玻纤质量分数对管件残余壁厚、玻纤取向分布规律及管件耐压性能的影响规律及影响机理,结果表... 为研究玻纤质量分数对以长玻纤增强聚丙烯为外层材料、纯聚丙烯为内层材料的水驱动弹头辅助共注塑成形(W-PACIM)管件的影响,采用试验方法分析了玻纤质量分数对管件残余壁厚、玻纤取向分布规律及管件耐压性能的影响规律及影响机理,结果表明:随着玻纤质量分数的增大,管件总残余壁厚先减小后增大;管件外层根据玻纤取向的分布特点可分为近模壁层、中间层和近界面层,且玻纤沿熔体流动方向的取向由外而内逐层升高,随着玻纤质量分数的增大,外层玻纤分布均匀性降低;管件的耐压性能先增后减,玻纤质量分数为20%时,管件耐压性能最好。 展开更多

关键词 玻纤质量分数 水驱动弹头辅助共注塑成形 残余壁厚 玻纤取向 耐压性能

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弹头直径对短玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助共注塑管件的质量影响

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作者 俸三喆 匡唐清 +2 位作者 柳和生 杨帆 陈灏 《化工进展》 北大核心 2025年第7期4061-4069,共9页

针对短玻纤增强聚丙烯为外层、聚丙烯为内层的水驱动弹头辅助共注塑(W-PACIM)管件,通过实验手段探究弹头直径(9~12mm)对管件玻纤取向、残余壁厚大小及均匀性和耐压性能的影响。实验结果表明:外层玻纤在不同层取向度呈现差异,外侧近界面... 针对短玻纤增强聚丙烯为外层、聚丙烯为内层的水驱动弹头辅助共注塑(W-PACIM)管件,通过实验手段探究弹头直径(9~12mm)对管件玻纤取向、残余壁厚大小及均匀性和耐压性能的影响。实验结果表明:外层玻纤在不同层取向度呈现差异,外侧近界面层玻纤沿流动方向取向度高,中间层玻纤取向度次之,近模壁层玻纤分布杂乱无章,大多与流动方向呈锐角或垂直分布;随着弹头直径的增大,靠近模具壁面层玻纤断裂严重,各层玻纤取向度也逐渐变低;随着弹头直径的增大,W-PACIM管件总壁厚与内层壁厚逐渐减小,而外层壁厚小范围下降;W-PACIM管件的耐压性能随着弹头直径的增大逐渐降低。当弹头直径为10mm时,W-PACIM管件综合质量最佳。 展开更多

关键词 水驱动弹头辅助共注塑 弹头直径 复合材料 聚合物加工 壁厚 流变学

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水驱动弹头辅助共注塑工艺相间穿透机理的数值模拟 被引量：5

3

作者 匡唐清 张庆伟 +2 位作者 柳和生 赖家美 胡礼彬 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期146-153,162,共9页

溢流法水驱动弹头辅助共注塑(Overflow water-projectile assisted co-injection molding,W-PACIM-O)工艺可制取双层包覆式结构的中空管件。采用数值模拟技术分析了W-PACIM-O工艺注水阶段的界面不稳定性现象、管件壁厚分布以及内层熔体... 溢流法水驱动弹头辅助共注塑(Overflow water-projectile assisted co-injection molding,W-PACIM-O)工艺可制取双层包覆式结构的中空管件。采用数值模拟技术分析了W-PACIM-O工艺注水阶段的界面不稳定性现象、管件壁厚分布以及内层熔体和弹头穿透行为,从而掌握W-PACIM-O的相间穿透机理。模拟结果表明,W-PACIM的湍流强度相对较小,且基本无湍流漩涡,其起始段壁厚界面不稳定性现象不明显;W-PACIM管件的总残余壁厚、外层壁厚和内层壁厚更薄,壁厚波动较小;压力水驱动弹头穿透阶段,W-PACIM工艺穿透前沿速度更高,穿透更稳定。 展开更多

关键词 水驱动弹头辅助共注塑 数值模拟 弹头 相间穿透 壁厚

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玻纤质量分数对长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助注塑管件的影响 被引量：3

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作者 匡唐清 俸三喆 +2 位作者 朱瑶瑶 柳和生 杨帆 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期87-97,共11页

分别以玻纤质量分数10%,20%,30%和40%的长玻纤增强聚丙烯(LGFRPP)材料制取一系列水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)管件。探究了玻纤质量分数对玻纤断裂长度、纤维取向、壁厚以及耐压性的影响。结果表明,随着玻纤质量分数的增加,玻纤断裂长度... 分别以玻纤质量分数10%,20%,30%和40%的长玻纤增强聚丙烯(LGFRPP)材料制取一系列水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)管件。探究了玻纤质量分数对玻纤断裂长度、纤维取向、壁厚以及耐压性的影响。结果表明,随着玻纤质量分数的增加,玻纤断裂长度在较长区间内占比降低;不同玻纤质量分数的W-PAIM制件在壁厚层的取向不同,水道层的玻纤沿流动方向取向较模壁层和中间层更好,当玻纤质量分数为10%与40%时,水道层玻纤取向度最好,玻纤质量分数为20%时,中间层取向最差,玻纤质量分数为30%时,模壁层的玻纤取向较好;随着玻纤质量分数的增加,WPAIM管件壁厚呈先增加后减小再增加的趋势;随着玻纤质量分数的增加,管件的耐压性先增加后减小最后又增加,当玻纤质量分数为20%时,耐压性最好。 展开更多

关键词 长玻纤增强聚丙烯 水驱动弹头辅助注塑 玻纤质量分数 玻纤长度 纤维取向 壁厚 耐压性

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水驱动弹头辅助注塑弹头的穿透行为

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作者 匡唐清 刘家豪 +3 位作者 朱瑶瑶 胡礼彬 柳和生 王禹 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期93-103,共11页

残余壁厚(RWT)是表征水驱动弹头辅助注塑成型(WPAIM)管件质量的一个重要指标,直接受弹头的穿透行为影响。为了研究WPAIM过程中弹头的穿透行为及相应的RWT分布规律,文中基于计算流体动力学(CFD)方法对WPAIM过程进行了数值模拟,模拟结果... 残余壁厚(RWT)是表征水驱动弹头辅助注塑成型(WPAIM)管件质量的一个重要指标,直接受弹头的穿透行为影响。为了研究WPAIM过程中弹头的穿透行为及相应的RWT分布规律,文中基于计算流体动力学(CFD)方法对WPAIM过程进行了数值模拟,模拟结果与实验结果吻合较好。研究结果表明,WPAIM管在直线段的RWT相对均匀,而在曲线段,外凸侧RWT大于内凹侧RWT,两者之间的RWT差值小于水辅助注射成型(WAIM)管。通过对WPAIM中弹头穿透行为与WAIM中水的穿透行为分析发现:穿透前沿附近的压力分布WPAIM较WAIM更均匀,穿透两侧的速度差也更小,弹头能更好地沿型腔中心穿透,提高管件壁厚的均匀性;无论是在直段或是弯曲段,两者的穿透过程都是在不断加速的,WAIM穿透速度更快,而WPAIM的加速过程较稳定。 展开更多

关键词 水驱动弹头辅助注塑 数值模拟 残余壁厚 穿透行为

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弹头材料对溢流法水驱动弹头辅助注塑制件的影响 被引量：3

6

作者 胡礼彬 匡唐清 +3 位作者 赖家美 柳和生 冯强 刘文文 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期87-91,102,共6页

选取Q235钢、聚乳酸(PLA)、尼龙6(PA6)、丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚丙烯(PP)6种材质制备弹头,基于自行搭建的实验平台来探究弹头材料对水驱动弹头辅助注塑(W–PAIM)管件残余壁厚和内壁质量的影响。研究发现... 选取Q235钢、聚乳酸(PLA)、尼龙6(PA6)、丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚丙烯(PP)6种材质制备弹头,基于自行搭建的实验平台来探究弹头材料对水驱动弹头辅助注塑(W–PAIM)管件残余壁厚和内壁质量的影响。研究发现,金属弹头因其较高的热传导,在其表面形成凝固层,穿透过程中在剪切作用下又被剥落,导致管件壁厚和内壁质量前后差异较大;弹头材质和成型材料相同时,因二者相容粘结严重,导致管件壁厚偏薄、波动大,内壁质量差;PLA,PA6,ABS和PTFE 4种弹头成型的W–PAIM管件残余壁厚与弹头材料的维卡软化点温度间存在强相关,弹头材料的维卡软化点温度越低,管件残余壁厚越薄;弹头材料的热变形温度会影响弹头完成穿透后触及模具壁面后的变形程度,对弹头穿透截面的影响不明显。机加工的PA6树脂弹头因其维卡软化点温度较高,使得其成型的管件的质量最佳。 展开更多

关键词 水驱动弹头辅助注塑 弹头 材料 残余壁厚 内壁质量

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水驱动弹头辅助注塑管件壁厚的工艺影响 被引量：5

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作者 匡唐清 赖德炜 +2 位作者 潘俊宇 刘文文 柳和生 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期106-111,118,共7页

对水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)中工艺方法和工艺参数对管件壁厚的影响进行了实验研究。对水驱动弹头辅助注塑短射法(W-PAIM-S)、溢流法(W-PAIM--O)及水辅助注塑短射法(WAIM-S)、溢流法(WAIM-O)4种工艺方法进行比较,发现W-PAIM管件比WAIM... 对水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)中工艺方法和工艺参数对管件壁厚的影响进行了实验研究。对水驱动弹头辅助注塑短射法(W-PAIM-S)、溢流法(W-PAIM--O)及水辅助注塑短射法(WAIM-S)、溢流法(WAIM-O)4种工艺方法进行比较,发现W-PAIM管件比WAIM(水辅助注塑技术)管件壁厚要薄得多,而W-PAIM-O管件壁厚又比W-PAIM-S管件壁厚要更均匀。采用正交试验法考察了熔体温度、注水压力、射胶压力、保压时间、注水延迟时间、模具温度对WPAIM-O管件壁厚的影响规律与大小,发现注水延迟时间和熔体温度对壁厚影响很大,因素影响比合计超过70%;而射胶压力、注水压力及保压时间的影响较小,因素影响比合计不足17%;管件残余壁厚随注水延迟时间的延长逐渐增大,随着熔体温度的升高先减小后增大。 展开更多

关键词 水驱动弹头辅助注塑 残余壁厚 工艺方法 工艺参数 正交试验

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溢流法水驱动弹头辅助注塑管件残余壁厚的形成与工艺参数影响 被引量：4

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作者 匡唐清 潘俊宇 +1 位作者 刘文文 柳和生 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期108-114,共7页

溢流法水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM-O)工艺可制得残余壁厚(RWT)更薄更均匀的管件。采用模拟手段分析了W-PAIM-O工艺中RWT的形成机理,采用单因素实验法考察了熔体温度、熔体注射压力、注水延迟时间、注水压力和模具温度5个工艺参数对RWT... 溢流法水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM-O)工艺可制得残余壁厚(RWT)更薄更均匀的管件。采用模拟手段分析了W-PAIM-O工艺中RWT的形成机理,采用单因素实验法考察了熔体温度、熔体注射压力、注水延迟时间、注水压力和模具温度5个工艺参数对RWT的影响。模拟发现,RWT不仅主要取决于弹头的截面尺寸,还与弹头穿透时对侧面熔体的拖曳作用有关;在考察的几个工艺参数中,熔体温度越高,RWT越小,但熔体温度过高时RWT反而增大;熔体注射压力越大RWT越小,但熔体注射压力过大反而使RWT增大;随着模具温度的升高,RWT变薄,模具温度超过一定值后,RWT趋于稳定;RWT随注水延迟时间的延长而变厚;注水压力对W-PAIM-O管件RWT影响较小。 展开更多

关键词 水驱动弹头辅助注塑 残余壁厚 工艺参数

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水辅助共注塑弯管壁厚的实验分析 被引量：3

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作者 杨帆 匡唐清 +2 位作者 赖德炜 吴丽旋 周国发 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期52-57,共6页

利用装配有自主设计的注水装置的共注塑机对水辅助共注塑(WACIM)弯管的壁厚分布进行了实验与分析。结果表明,溢流法WACIM弯管弯曲外侧的总壁厚及内层壁厚都较厚,而弯曲内侧的总壁厚及内层壁厚均较薄;短射法WACIM弯管的总平均壁厚及内层... 利用装配有自主设计的注水装置的共注塑机对水辅助共注塑(WACIM)弯管的壁厚分布进行了实验与分析。结果表明,溢流法WACIM弯管弯曲外侧的总壁厚及内层壁厚都较厚,而弯曲内侧的总壁厚及内层壁厚均较薄;短射法WACIM弯管的总平均壁厚及内层平均壁厚均比溢流法更薄,后段弯曲处外侧的总壁厚及内层壁厚比溢流法显著更薄;随着弯曲角度的增加,弯曲外侧的总壁厚及内层壁厚增加,内侧的总壁厚及内层壁厚减小。 展开更多

关键词 水辅助共注塑 弯管 壁厚

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溢流法水辅助共注塑填充过程中注水压力的影响 被引量：2

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作者 章凯 柳和生 +4 位作者 匡唐清 余忠 李厅 黄益宾 上官元硕 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期96-99,共4页

采用互不相溶黏弹多相流求解器对溢流法水辅助共注塑填充过程进行模拟。针对注水压力这一重要工艺条件,系统的数值分析后发现,注水压力越大,皮层和内层熔体的残余厚度减小且中空率增大,同时基于熔体本身所固有的黏弹特性对结论进行了解... 采用互不相溶黏弹多相流求解器对溢流法水辅助共注塑填充过程进行模拟。针对注水压力这一重要工艺条件,系统的数值分析后发现,注水压力越大,皮层和内层熔体的残余厚度减小且中空率增大,同时基于熔体本身所固有的黏弹特性对结论进行了解释。最后进行了溢流法水辅助共注塑的实验,结论与数值模拟所得结论保持一致。 展开更多

关键词 溢流法 水辅助共注塑 黏弹模型 注水压力 中空率

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工艺参数对聚丙烯/聚酰胺6共混物水辅助共注塑管件壁厚及性能的影响 被引量：4

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作者 袁知焕 匡唐清 +2 位作者 赖家美 柳和生 徐盼 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期77-83,共7页

基于自行搭建的水辅助共注塑实验平台,通过正交实验制备了系列水辅助共注塑管件,探究工艺参数对各层壁厚、拉伸性能及各相结晶的影响。结果表明,外层壁厚随着外层熔体温度、注水压力、内层熔体注射压力、模具温度增大而逐渐减小,随着熔... 基于自行搭建的水辅助共注塑实验平台,通过正交实验制备了系列水辅助共注塑管件,探究工艺参数对各层壁厚、拉伸性能及各相结晶的影响。结果表明,外层壁厚随着外层熔体温度、注水压力、内层熔体注射压力、模具温度增大而逐渐减小,随着熔体注射切换延迟时间、注水延迟时间增大而逐渐增大;内层壁厚随着注水延迟时间、内层熔体注射压力增大而逐渐增大,随着注水压力、模具温度增大而逐渐减小;管件拉伸强度随着外层熔体温度增大而逐渐减小,随着熔体注射切换延迟时间、注水延迟时间增大而逐渐增大;工艺参数会影响到成型壁厚及冷却进程,进而影响各相结晶度,最终影响管件性能。 展开更多

关键词 共混物 水辅助共注塑 残余壁厚 拉伸强度 结晶度

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水驱动弹丸辅助注塑管件壁厚的弹丸影响 被引量：2

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作者 王彦卿 匡唐清 +2 位作者 赖家美 冯强 刘文文 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期60-66,共7页

对水驱动弹丸辅助注塑(W-PAIM)中弹丸对管件壁厚的影响进行了实验与分析。通过搭建实验平台研究了弹丸的材质、头部形状、直段长度、截面尺寸这4个因素对聚丙烯(PP)的W-PAIM管件残余壁厚的影响。结果表明,在聚酰胺6(PA6)、丙烯腈-丁二烯... 对水驱动弹丸辅助注塑(W-PAIM)中弹丸对管件壁厚的影响进行了实验与分析。通过搭建实验平台研究了弹丸的材质、头部形状、直段长度、截面尺寸这4个因素对聚丙烯(PP)的W-PAIM管件残余壁厚的影响。结果表明,在聚酰胺6(PA6)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚四氟乙烯(PTFE)、PP 4种弹丸材质中PA6弹丸成型的管件的残余壁厚于比其他材质弹丸成型管件更加均匀,质量更好;在半球形、抛物线形、圆弧形及锥体形的4种头部形状中抛物线形能获得较好的质量管件;直段区长度为7 mm,截面尺寸为13 mm的弹丸所制得的管件残余壁厚最均匀,质量最佳。 展开更多

关键词 水驱动弹丸辅助注塑 弹丸 残余壁厚 管件

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水辅助注塑PP/EVOH共混物制品的相形态与阻渗性能

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作者 赵俊峰 黄汉雄 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1964-1969,共6页

选择3种不同黏度的聚丙烯(PP)与聚乙烯醇(EVOH)共混制备质量比为90/10的共混物,并采用水辅助注塑(WAIM)将这3种共混物成型为中空制品。从WAIM制品靠近浇口(1#)和末端(2#)两个位置取出样品,通过扫描电镜观察样品壁厚上3个位置的相形态,... 选择3种不同黏度的聚丙烯(PP)与聚乙烯醇(EVOH)共混制备质量比为90/10的共混物,并采用水辅助注塑(WAIM)将这3种共混物成型为中空制品。从WAIM制品靠近浇口(1#)和末端(2#)两个位置取出样品,通过扫描电镜观察样品壁厚上3个位置的相形态,并测试所取样品的甲苯渗透率。借助WAIM中高压水作用下模腔内熔体的流场对样品中3个位置的相形态进行了分析。对WAIM的高黏度比共混物制品2#样品,在外表层和内表层分散相呈粗纤维状,芯层主要呈液滴状,其阻渗性能与相应的WAIM PP样品比有适度提高(约2.4倍);对WAIM的2种低黏度比共混物制品2#样品,外表层和内表层分散相呈细纤维状,芯层呈粗长纤维状,其阻渗性能与相应的WAIM PP样品比提高幅度较大(其中对黏度比最小的共混物达9.8倍)。1#位置所取3种WAIM PP/EVOH样品中分散相纤维的平均直径比2#位置的大,导致1#位置所取样品的阻渗性能比2#位置的低。 展开更多

关键词 聚合物 黏度 渗透率 水辅助注塑 PP/EVOH共混物 相形态

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水辅助注塑PP/EVA共混物的相形态

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作者 鲁瀚元 黄汉雄 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期42-44,共3页

通过扫描电镜(SEM)观察了水辅助注塑聚丙烯(PP)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)共混物制品近浇口和远浇口处外表层、芯层和内表层的相形态。结果表明,分散相主要以层状分布在基体中,在两个观察位置外表层和内表层的层状分散相厚度比芯层的大... 通过扫描电镜(SEM)观察了水辅助注塑聚丙烯(PP)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)共混物制品近浇口和远浇口处外表层、芯层和内表层的相形态。结果表明,分散相主要以层状分布在基体中,在两个观察位置外表层和内表层的层状分散相厚度比芯层的大,远浇口处外表层和内表层的分散相厚度比近浇口处对应层的大。从温度场和剪切场两个方面分析了分散相的形变过程。 展开更多

关键词 水辅助注塑 聚丙烯/乙烯-醋酸乙烯共混物 相形态

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水辅助注射成型技术研究进展 被引量：2

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作者 杨建根 曾祥瑞 于盛睿 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期170-175,共6页

随着水辅助注射成型技术的发展,多工艺方法融合的新型水辅助注射成型技术也取得了一定进展。对传统水辅助注射成型技术从制品的质量、形态结构和纤维取向等方面进行归纳。针对多工艺方法融合的新型水辅助注射成型技术,着重对水辅助共注... 随着水辅助注射成型技术的发展,多工艺方法融合的新型水辅助注射成型技术也取得了一定进展。对传统水辅助注射成型技术从制品的质量、形态结构和纤维取向等方面进行归纳。针对多工艺方法融合的新型水辅助注射成型技术,着重对水辅助共注射成型技术和水驱动弹头注射成型技术的成型原理以及目前的发展现状进行归纳。水辅助共注射成型将传统水辅注射成型与共注射成型结合,水驱动弹头注射成型通过引入弹头代替高压水对熔体穿透,这两种技术可进一步提高制品性能。最后对两类成型技术的不足和未来发展方向进行展望。 展开更多

关键词 水辅助注射成型 多工艺方法 共注射成型 水驱动弹头注射 制品性能

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