微孔发泡注射成型是一种绿色的成型工艺,制品表面质量不佳制约其在表观质量要求高的外观件的应用。为此,借鉴模内表面装饰成型方法,提出微孔发泡模内表面装饰复合成型工艺,该工艺既可利用微孔发泡成型的优势,制造出轻量化、高精度、力学性能优良的产品,又可发挥模内表面装饰成型的工艺优势,克服微孔发泡成型产品表观质量欠佳的固有缺陷,一次性获得外观质量高且质轻的高端塑料产品,极大地推动其在外观产品中的工程应用。与常规微孔发泡注射成型相比,由于覆膜的嵌入在模具型腔内产生非平衡的差异性成型条件,使得该工艺的气泡形态结构演变与分布发生重大改变。为了研究微孔发泡模内表面装饰复合成型工艺中气泡形态结构演变规律,本文做了以下工作:建立气泡长大数学模型。基于细胞模型和差异性成型条件,设置气泡长大的边界条件;联合连续性方程、运动方程、能量方程,推导气泡长大的充模控制方程;依据气体热力学和动力学理论,建立气泡长大的控制方程,最后建立微观气泡长大模型的宏观联系。研究气泡长大动态过程。根据气泡长大的数学模型,进行Moldflow仿真,研究成型过程和不同阶段气泡长大情况,揭示气泡长大演变规律。结果表明:气泡长大演变过程分为不对称熔体流动、充填长大和变形、以及冷却长大和定型三个阶段,其中不对称熔体流动阶段熔体处于未发泡状态;充填长大和变形阶段样条厚度方向的气泡为中间处半径大、两侧半径小的分层结构分布;冷却长大和定型阶段样条厚度方向的气泡为中间处半径大、两侧半径小并且覆膜侧气泡半径大于未覆膜侧,同时存在部分因喷泉效应导致形变的气泡。分析工艺参数对泡孔结构及力学性能的影响规律。依据气泡长大动态过程,通过单因素实验法,分析了工艺参数对泡孔结构及力学性能的影响,得到注射速率、熔体温度、SCF浓度、模具温度、V/P转换时充填体积对泡孔结构及力学性能影响规律。优化工艺参数及控制泡孔结构。依据工艺参数对泡孔结构及力学性能的影响规律,利用田口设计对工艺参数优化分析,获得最优工艺组合为:模具温度75℃、熔体温度180℃、注射速率60cm3/s、V/P转换时充模体积百分比86%、SCF浓度1.1%。通过多元回归分析,发现工艺参数与平均气泡密度存在线性相关性,并建立了工艺参数与气泡密度之间的关系模型。