人造板激光封边温度场数值模拟及工艺研究

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激光封边技术作为现阶段最先进的无缝封边技术,由于其加工效率高、封边效果好越来越受到各大板式家具厂家及消费者的关注。但因这种工艺所采用的特殊封边条的制备工艺属国外专利技术保护范畴,使得这项工艺的核心技术被垄断,激光封边现有工艺加工方式单一、成本居高不下。本文结合激光封边工艺的基本加工原理,采用“理论-模拟试验-试验验证”的研究模式,对激光封边工艺影响因素参数确定进行了较为系统的研究,对于推广应用这种先进的封边技术具有重要的理论意义和巨大的实用价值。首先,基于传热学理论,应用ANSYS的APDL编程语言建立出较准确的激光封边的温度场模型,模拟出在任意单工艺影响因素改变时,温度场的变化情况,发现改变单一工艺影响因素时,改变功率仅会对温度场温度的大小造成影响,而改变其他任意单一影响因素时,温度改变的同时往往还伴随着温度场分布方式的改变。从机理方面,深入探究了工艺参数的改变会对材料属性造成的具体变化和影响。其次,结合材料热特性与单工艺影响因素对于温度场的影响方式,对三种不同种材质的塑料封边条,进行三组激光封边温度场变化情况的模拟正交试验,分别应用极差法与方差法对试验结果进行分析讨论。确定出三种材料封边条的影响因素对于温度场的影响强度均为:胶质层厚度>光斑直径>激光扫描速度>输出功率,其中胶层厚度、光斑直径对于温度场具有极显著影响。最后,依照《塑料封边条垂直面拉力作用剥离强度测定》方法,进行封边条的封边剥离试验,试验结果明:相同粘合条件下,封边条材料的优选顺序为:ABS>PMMA>PVC;得到ABS封边条的最佳工艺参数为:激光扫描速度20mm/s、激光输出功率1500W、光斑直径1.5mm、胶层厚度0.2mm。
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