应用机械工程学报

抽象的

超声断层扫描用于注塑工艺中的空间分辨熔体温度测量

Hopmann C 和 Wipperfürth J

在注塑过程中，温度分布的测量对于用于模拟部件设计的模型的验证非常重要，因为温度分布对模制部件的收缩和翘曲有很大影响，但测量起来也非常困难。在注塑过程中，模具压力很高，腔体不易接近。因此，不能使用接触式传感器，因为它们会在熔体中引入剪切应力，从而改变熔体的流动行为，从而改变温度场。在本文中，我们提出了一种使用超声断层扫描在注塑过程中非接触式测定模制部件温度分布的方法。通过从不同方向进行飞行时间超声测量，可以重建模制部件横截面中的超声速度分布。利用这种分布，可以使用额外的材料特性计算温度场。基于这一概念，设计了一种注塑模具，可以使用 20 个超声换能器在圆柱形腔体周围径向排列来进行超声断层扫描。这允许在实际工艺条件下以 3.5 mm2 的空间分辨率测定温度。高度并行的测量设备允许记录多个完整的数据集，直到由于成型部件收缩而无法检测到更多信号。在几个注塑成型周期中，所有传感器位置都能够检测到明显的信号。由于测量设备的内部信号处理，目前还无法计算超声波信号的到达时间，但幅度扫描显示了在注塑成型过程中超声波断层扫描的普遍可行性。