[实用新型]一种变阻流区厚度的T型模具

说明书

本实用新型公开一种变阻流区厚度的T型模具，T型模具的流道包括沿熔体的流动方向依次设置的入口区、歧管、阻流区、松弛区和成型区，以流道宽度方向的对称面为中心，所述歧管截面尺寸沿流道两侧逐渐减小，阻流区的厚度沿流道宽度方向逐渐增加。变歧管半径和变阻流区厚度的流道可以显著降低挤出压力和熔体停留时间。通过对歧管尺寸和形状的设计，在不显著增加挤出压力的情况下能够显著降低熔体停留时间，而通过阻流区长度和厚度的设计，在不增加熔体停留时间的情况下调整挤出压力以适应不同的成型要求。

技术领域

本实用新型涉及模具设计技术领域，特别涉及一种变阻流区厚度的T型模具。

背景技术

T型模具常用于热塑性塑料片材和流涎膜的挤出成型，其流道设计的关键是熔体沿流道宽度方向出口流率要均匀一致，熔体在流道中的停留时间尽可能短。T型模具的流道由入口区、歧管、阻流区、松弛区和成型区组成，其中歧管截面和阻流区尺寸沿流道宽度方向不变。熔体进入歧管后，沿歧管向流道两侧流动的同时，一部分熔体进入阻流区并沿挤出方向流动，歧管中熔体的体积流率逐渐减小，熔体停留时间长；熔体沿歧管向流道两侧流动时压力逐渐下降，特别是流道宽度较大时，歧管中熔体的压力下降较大，采用等阻流区厚度的流道时，熔体沿流道宽度方向的出口流率相差大。受模具长度的限制，通常采用增加歧管半径以减小熔体在歧管中的压力降和减小阻流区厚度以提高熔体在阻流区中的压力降来提高熔体出口流率均匀性。增加歧管半径会显著增加熔体停留时间，而减小阻流区厚度会显著增加挤出压力。

从流道几何形状和模具结构方面提高熔体出口流率均匀性的措施有变阻流区长度、变阻流区厚度和加装阻流棒。变阻流区长度是保持歧管截面和阻流区厚度不变，沿流道两侧减小阻流区长度，但该结构难以应用于实际生产；变阻流区厚度是保持歧管截面和阻流区长度不变，沿流道两侧增加阻流区厚度，但熔体停留时间长；加装阻流棒的结构在成型时通过调节阻流棒进而改变阻流区的局部间隙来提高熔体出口流率均匀性，但增加了模具的制造成本，设计不良的流道即使调节阻流棒也难以使熔体出口流率均匀性达到理想状态。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够降低挤出压力和熔体停留时间的变阻流区厚度的T型模具。

本实用新型的技术方案为：一种变阻流区厚度的T型模具，所述T型模具的流道包括沿熔体的流动方向依次设置的入口区、歧管、阻流区、松弛区和成型区，以流道宽度方向的对称面为中心，所述歧管截面尺寸沿流道两侧逐渐减小，所述阻流区的厚度沿流道宽度方向逐渐增加，松弛区和成型区的截面尺寸沿流道宽度方向不变。

作为一种优选，所述阻流区的长度沿流道宽度方向不变。

作为一种优选，所述歧管的截面采用圆形。

一种变阻流区厚度的T型模具流道设计方法，包括以下步骤：

构建物理模型：假设a.熔体为不可压缩流体；b.熔体流动为充分发展的稳态层流流动，忽略惯性力和体积力；c.熔体在歧管中仅沿歧管轴向流动，在阻流区、松弛区和成型区中仅沿挤出方向流动，且熔体在歧管中的流动和在阻流区中的流动互不干涉；d.忽略由于歧管半径变化引起的拉伸对歧管中熔体流动的影响；e.忽略流道宽度方向两侧末端壁面对阻流区、松弛区和成型区中熔体流动的影响；

构建几何模型：模具流道包括沿流向依次设置的入口区、歧管、阻流区、松弛区和成型区；

基于对流道中熔体流动的分析，采用变阻流区厚度的结构降低挤出压力，采用变歧管半径的结构减小熔体停留时间，在满足沿流道宽度方向熔体出口流率均匀的条件下，利用流变学理论推导了阻流区厚度沿流道宽度方向变化的微分方程，对该方程进行数值求解并拟合可得到阻流区厚度。

作为一种优选，设计歧管截面尺寸沿流道两侧逐渐减小。

作为一种优选，歧管的截面采用圆形。

作为一种优选，以流道宽度方向的对称面为中心，阻流区厚度沿流道宽度方向逐渐增加。