基于新的工艺流和超声波系统结构的超声波塑化微注塑UHMWPE,以改善机械性能和工艺稳定性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物工程 聚合物工程
• 制造过程 制造过程 制造过程

背景情况:

• 超声波塑化微注塑成型 (UPMIM) 对UHMWPE来说是有前途的,但面临着诸如复杂工艺,性能退化和不一致等挑战.
• 现有的UPMIM方法与UHMWPE的独特特性作斗争,限制了其在微零件制造中的应用.

研究的目的:

• 为UHMWPE微零件提出和研究一种新的超声波成型方法.
• 为了提高UHMWPE微型成型的效率,机械性能和一致性.

主要方法:

• 使用超声波技术制备UHMWPE塑化材料.
• 使用具有大直径比率的创新的UPMIM结构,对UHMWPE拉伸样品进行成型.
• 通过灰色关系分析 (GRA) 和分析系统稳定性和参数贡献来优化过程参数.

主要成果:

• 超声波技术有效地准备了UHMWPE材料,分子重量变化最小 (0.31%的减少).
• 新的UPMIM结构提高了填充稳定性1.8倍,并扩大了工艺窗口.
• 断裂时的延长显著增加 (5.56%至12.2%),而拉伸强度下降 (136.54%至68.11%),表明柔性改善和降低降解.

结论:

• 建议的超声波成型方法为UHMWPE微部件制造提供了一个简单,快速和有效的方法.
• 该方法增强了填充稳定性,抑制了氧化降解,并改善了机械性能,如破裂时的延长.
• 工艺参数显著影响机械性能和一致性,超声波系统的稳定性也起着至关重要的作用.