实验与实验结果分析

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：之后计算求得该组5个制品减重百分数的平均值xi，作为该组实验的结果。表6-9 实验结果表6-10 实验结果表6-11 实验结果表6-9～表6-11中，每一行为一组实验数据，各因素下为对应的水平号。表6-10～表6-11中实验号5、13、14的实验结果明显小于其他数据，后续数据处理中保留了这些数据，没有作为奇异项处理。图6-32 一个注塑周期的实验数据图所有数据统一在一个时间轴下记录，为后续数据分析提供了便利。

根据以往的实验，选择以下3种材料进行实验：镇江奇美化工有限公司生产的PG-33聚苯乙烯GPPS；巴斯夫公司生产的PS 476L聚苯乙烯HIPS；扬子石化公司生产的PP J340聚丙烯PP。

按照表6-8各参数组合对每一种材料进行了16组实验，所得到的实验数据分为两类。

1.减重百分比

实验选取“减小制品重量”为指标。

每组实验重复5次（有些实验为10次），得到5个制品。此外在不注气的情况下注塑得到若干不发泡的制品，称重后计算其重量平均值。采用华科电子仪器有限公司生产的HK-TC_520AS电子秤对样品称重。图6-31为称重现场。

图6-31 称重现场

在对一组实验中的5个制品称重后，用式（6-2）计算每一个制品的减重百分比z_q：

其中Y为各未发泡制品重量的平均值（g），c_q为一个发泡制品的重量（g），q=1，2，3，4，5。之后计算求得该组5个制品减重百分数的平均值x_i，作为该组实验的结果。经过16组实验和计算，可以得到各实验号下的制品减重百分数平均值x_i。表6-9～表6-11分别列出了针对3种材料所做的16组实验参数及对应的实验后称重并计算结果。

表6-9 实验结果（材料：PP）

表6-10 实验结果（材料：HIPS）(https://www.chuimin.cn)

表6-11 实验结果（材料：GPPS）

表6-9～表6-11中，每一行为一组实验数据，各因素下为对应的水平号。如第12号实验对应行的数据为3，4，2，1，3，则根据表4.1，设定工艺参数为机筒温度200℃（水平3），注气压力20MPa（水平4），螺杆转速130r/min（水平2），注射速度15.8mm/s（水平1），塑化长度37mm（水平3）。

表6-10～表6-11中实验号5、13、14的实验结果明显小于其他数据，后续数据处理中保留了这些数据，没有作为奇异项处理。

2.生产过程工艺参数

利用自行开发的数据采集系统采集了近300个注塑周期的数据，数据包括：螺杆位移、熔体压力和温度、注气压力、主电动机功率、加热功率等。由于某些参数变化很快，故每秒采样数为100。图6-32所示为一个注塑周期的部分实验数据曲线（为图示方便起见，该图以螺杆开始后退为时间起点）。所用材料为巴斯夫公司生产的聚苯乙烯PS476L；所设定的参数为第9号实验的参数（见表6-8）。所设定的参数为机筒温度200℃；注气压力15MPa；螺杆转速150r/min；塑化长度36mm。图中标出了部分数据曲线的名称，其中熔体压力2取自注气口附近，而各点的熔体温度基本一致，故仅示出一点的温度。

数据证明，不同实验条件下各参数及变化是不同的，但有较为明显的规律可循。参见本章6.4.3。

按照螺杆位移可将注塑过程分为若干阶段，图中“1”～“2”为塑化阶段，“2”～“3”为辅助阶段（包括注射座后移、开模、顶出制品、合模、注射座前移以及手动操作），“3”～“4”为注射阶段，从“4”向后到下一周期的开始（下一个“1”）为冷却阶段。这4个阶段构成一个注塑周期。在后续对过程工艺参数的处理中常将数据及曲线按这些阶段来划分。

图6-32 一个注塑周期的实验数据图（实验号HIPS09）

所有数据统一在一个时间轴下记录，为后续数据分析提供了便利。例如，直观分析图4.2中的电动机功率曲线可知，功率的最大值出现在注射阶段；能耗在塑化阶段所占比例较大，注射阶段次之。

实验与实验结果分析

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