Energy-efficient micromolding and in-mold compounding using ultrasonic vibration energy with enhanced material flow

Lee Hyun-Joong; Park Keun

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Energy-efficient micromolding and in-mold compounding using ultrasonic vibration energy with enhanced material flow

机译：使用超声波振动能量的节能微旋转和模内配合，具有增强的材料流动

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Injection molding is the most widely used polymer processing technology, and uses thermal energy to plasticize thermoplastic polymer pellets. In this study, ultrasonic vibration energy was used to plasticize polymer pellets in micro-injection molding, instead of using conventional thermal energy. An auxiliary flow unit was used to enhance the ultrasonic plasticizing effect and the relevant flow rate. Two rotor types, flat and blade-type rotors, were investigated in terms of flow enhancement capability and the resulting improvement in the quality of the molded parts. As a result, the blade-type rotor showed improvements in flow rate (by 66%) and filling length (by 26.5%). This enhanced material flow in ultrasonic micromolding was then further applied to in-mold compounding and molding by dispersing short carbon fibers (CFs) into polypropylene (PP) pellets during ultrasonic plasticizing. The resulting CF composites showed a 38% improvement in tensile strength compared to pure PP specimens. Considering that this ultrasonic micromolding was performed by a desktop-scale machine with low energy consumption, this process is more efficient for micromolding than the conventional injection molding process.

机译：注塑成型是最广泛使用的聚合物加工技术，并使用热能来塑化热塑性聚合物颗粒。在该研究中，超声波振动能量用于塑化微注射成型中的聚合物粒料，而不是使用常规热能。辅助流动单元用于增强超声塑化效果和相关流速。在流量增强能力方面研究了两种转子类型，平板和刀片式转子，并产生了模塑部件质量的改善。结果，叶片式转子显示出流速（66％）和填充长度（填充长度）的改善（达26.5％）。然后通过在超声塑化期间将短碳纤维（CFS）分散到聚丙烯（PP）颗粒中进一步应用于超声微胶体中的这种增强的材料流动。与纯PP样品相比，所得CF复合材料显示拉伸强度的提高38％。考虑到这种超声波微胶体由具有低能量消耗的桌面规模机器进行，该过程比传统的注塑工艺更有效地微胶体。

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来源
《Microsystem technologies》 |2020年第3期|共10页
作者
Lee Hyun-Joong; Park Keun;
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作者单位

Seoul Natl Univ Sci &

Technol Dept Mech Syst Design Engn 232 Gongneung Ro Seoul 01811 South Korea;

Seoul Natl Univ Sci &

Technol Dept Mech Syst Design Engn 232 Gongneung Ro Seoul 01811 South Korea;

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原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类微电子学、集成电路（IC）;
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