导光板、菲涅尔透镜等典型含微结构薄壁制件已成功用注塑成型技术生产,但因狭窄型腔的熔体流动规律、塑件质量控制机理不清而无法保证产品质量。而流动规律及质量控制机理与成型过程中的尺寸效应直接相关。含微结构薄壁制件成型过程中的尺寸效应包括壁厚尺寸效应与局部微结构尺寸效应。本文对含微结构薄壁制件注塑成型过程中的尺寸效应进行研究,其中壁厚尺寸效应主要研究壁厚相对整体尺寸的比例关系对成型过程和制件质量的影响规律,微结构尺寸效应主要分析间隔尺寸以及与主流动方向所成角度对成型过程和制件质量的作用。本文主要工作如下:(1)研究制件结构尺寸对成型工艺与塑件质量的映射关系。基于实验研究所需,建立高速注塑成型工艺的实验平台。除高速塑机以及配套油温辅助加热设备外,设计并加工制造一套含V槽微结构光学元件注塑成型模具。在工艺实验的基础上,结合对制件成型质量数据的分析,建立了壁厚尺寸以及微结构尺寸下工艺与塑件质量的映射关系模型。为进一步研究分析制件特征结构与型腔中熔体流动行为的尺寸效应提供支撑。(2)研究含微结构制件亚毫米量级壁厚对熔体流动行为以及对制件质量影响。基于工艺实验和模流仿真分析,确定了含微结构制件不同壁厚尺寸下型腔中熔体流动行为表现的受剪切流动与换热速率影响。适当提高料温与注压能有效抵消流动阻力与热损失带来的不利影响,保障塑件完整成型。结合工艺与塑件质量的映射关系,明确了不同壁厚制件成型的工艺组合策略。成型壁厚越薄的制件,仅提高模温与注速效果有限,合适的工艺组合需要优先考虑注压的选择。(3)制件微结构尺寸影响聚合物熔体在型腔中的流动行为的研究。结合实验和模流仿真分析,确定了制件微结构尺寸下型腔中熔体流动行为表现的差异性。微结构之间较大间距时,熔体流动充填对注压敏感,在型腔厚度方向上有较好充填。小角度条件下,熔体遭遇微结构热、压力损失均低于大角度条件,有效流程更长。随角度增大,熔体平面流动受阻倾向于往厚度方向充填,但流入型腔的熔体体积明显变少削弱了这种趋势。综上所述,本文通过研究含微结构薄壁制件注塑成型过程中的尺寸效应,分析熔体流动充模行为,总结塑件质量控制策略与要点,有利于保障这一类器件注塑生产的质量。