聚合物超聲塑化速率的量化表征與影響因素

周嘯天，吳旺青，魏國猛，蔣炳炎

（高性能復(fù)雜制造國家重點實驗室，中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南長沙，410083）

微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展對聚合物微小零件的先進(jìn)制造提出了更高要求。集質(zhì)量小、成本低、耐腐蝕、抗沖擊等諸多優(yōu)勢于一體的聚合物微小零件的作用越來越大[1]，但其成型制造面臨的材料浪費嚴(yán)重、能耗較高等問題也日益嚴(yán)峻。采用傳統(tǒng)螺桿注塑機(jī)生產(chǎn)微小零件時，通常有大量聚合物作為澆注系統(tǒng)而被浪費[2]，而且高速高壓注射過程和變模溫技術(shù)的應(yīng)用既增加了設(shè)備能耗，又延長了循環(huán)周期。德國IKV研究所[3]針對上述難題提出了超聲塑化新理念，基于該理念而發(fā)展的超聲塑化微注射成型技術(shù)可實現(xiàn)“按需上料”，且無需應(yīng)用變模溫技術(shù)即可實現(xiàn)微小零件的低速低壓成型，極大降低了設(shè)備能耗，縮短了成型周期。

國內(nèi)外研究與應(yīng)用實踐表明，超聲塑化微注射成型技術(shù)具有材料利用率高、設(shè)備能耗低、成型效率高的顯著優(yōu)勢，更能滿足復(fù)雜場合所需特定性能的特種塑料加工要求，在減少昂貴材料浪費的同時，能適應(yīng)短周期的生產(chǎn)模式。在超聲塑化微注射成型過程中，聚合物顆粒在高頻超聲振動作用下相互摩擦、擠壓并產(chǎn)生大量熱量后開始熔融[4-5]。另外，高頻超聲的剪切作用使得相互纏結(jié)的分子鏈逐漸解纏并沿流動方向取向[6]，輸出流動性較強(qiáng)的熔體并完成充填、保壓、冷卻脫模。其中，塑化過程耗時較短，通常在3～8 s 內(nèi)完成，在“邊塑化邊注射”模式下，率先完成塑化后的熔體繼續(xù)受到超聲、澆口的剪切作用，對充填過程、充填后的樣品收縮率等產(chǎn)生影響。蔣炳炎等[7]通過溫度、壓力測定法對聚合物是否完全熔融進(jìn)行判定分析得到了完全塑化時間點，分析了塑化壓力對它的影響；張勝[8]研究了工具頭塑化壓力對塑化腔內(nèi)單位體積聚丙烯的塑化程度，并探究了塑化過程中不同材料相對密度隨塑化時間的變化情況。上述研究對聚合物塑化速率相關(guān)問題開展了定性分析，但沒有形成可以表征聚合物超聲塑化速率的量化指標(biāo)?，F(xiàn)有工藝方面的研究也集中于超聲工藝參數(shù)對成型效果的影響，未量化超聲塑化工藝參數(shù)對聚合物塑化速率的影響規(guī)律。同時，當(dāng)前缺少超聲塑化微注射成型過程聚合物塑化速率測試方法、裝置與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

傳統(tǒng)意義上的塑化速率是表征注塑機(jī)螺桿塑化能力的指標(biāo)，單位時間內(nèi)的塑化量越高，表示螺桿的結(jié)構(gòu)質(zhì)量越好[9]。螺桿直徑、螺槽深度、螺桿轉(zhuǎn)速等都會對螺桿塑化能力產(chǎn)生影響，從而影響成型周期與生產(chǎn)效率。螺桿熔體輸送等理論可以描述注射螺桿的塑化能力，表征單位時間內(nèi)注射螺桿提供聚合物熔體的最大值。例如，鐘云晴等[10]基于擠出熔融模型用解析法計算熔融速率，并預(yù)測了螺桿的塑化能力。超聲塑化過程中沒有螺桿剪切作用，超聲波能量是輔助加熱手段以外唯一的能量源，且與聚合物的最大接觸面積（工具頭端面）僅約0.7 cm2。在超聲注塑成型中，聚合物顆粒的形態(tài)演變歷程與傳統(tǒng)螺桿注塑成型的形態(tài)演變歷程差異較大，且現(xiàn)有的主流注塑模式為“邊塑化邊注射”，其塑化、注射、計量、充填等過程尚沒有明確的劃分界線。而塑化、充填過程對整個超聲塑化工藝的效率、成型質(zhì)量影響較大，有必要對超聲塑化系統(tǒng)的塑化能力、塑化速率進(jìn)行定量表征，并探明其影響因素及規(guī)律。

為此，本文基于自主研制的超聲塑化微注射成型實驗平臺，通過實驗定量計算聚合物顆粒的塑化速率，研究超聲塑化工藝參數(shù)（注射速度、模芯溫度及超聲振幅）對典型聚合物PP塑化速率的影響規(guī)律，為制定超聲塑化工藝參數(shù)、優(yōu)化超聲作用時間提供參考，為提升超聲塑化工藝效率、建立聚合物超聲塑化速率的表征與測試標(biāo)準(zhǔn)提供實驗依據(jù)。

1 實驗

1.1 實驗原理

1.1.1 超聲塑化工藝

基于“邊塑化邊注射”的超聲注塑模式展開研究，聚合物超聲塑化微注射成型工藝過程如圖1所示。圖1中，塑化腔與型腔保持連通狀態(tài)，通過電機(jī)驅(qū)動工具頭到達(dá)指定位置后開啟超聲，在注射活塞的壓力作用下聚合物原料逐漸壓緊，同時，由超聲振動系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻振動經(jīng)工具頭作用于聚合物顆粒，相互摩擦、擠壓并產(chǎn)生大量熱后，靠近工具頭端面聚合物率先開始熔融，在注射活塞壓力作用下相繼注射進(jìn)入型腔，完成充填過程，保壓、冷卻后脫模取件。

圖1 超聲塑化微注射成型過程示意圖Fig.1 Schematic diagram of ultrasonic plasticization microinjection molding process

1.1.2 超聲塑化速率量化表征方法

本實驗通過控制超聲作用時間定量研究聚丙烯顆粒的超聲塑化速率，表征方式為：在單位時間內(nèi)超聲將聚合物顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)槿垠w，并計量進(jìn)入塑化腔特定型腔部分的質(zhì)量。超聲塑化過程中超聲作用時間如圖2所示。超聲觸發(fā)點設(shè)定在工具頭壓實階段的結(jié)束點，超聲作用時長通過PLC 控制系統(tǒng)提前設(shè)定。為模擬微注射成型過程，超聲施加過程伴隨著注射活塞的同步運(yùn)動，聚合物顆粒在注射活塞壓力下“邊塑化邊注射”，由4 個拉伸制件微型腔收集熔體樣品。

圖2 超聲塑化過程中超聲作用時間示意圖Fig.2 Schematic diagram of ultrasound duration during ultrasonic molding process

設(shè)定注射活塞運(yùn)動行程H1，在同工藝參數(shù)組合及超聲振幅條件下進(jìn)行若干次實驗，獲取充填率較高樣品及其所需的超聲作用時長T1；調(diào)整注射活塞總行程至H2，獲取充填率較低的“短射”樣品及其所需的超聲作用時長T2。分別收集如圖3（a）和圖3（b）所示的各組“充填不足”短射樣品及“充填較滿”的高充填率樣品。

圖3 各充填率樣品及其有效質(zhì)量部分示意圖Fig.3 Schematic diagrams of each filling rate sample and its effective mass

在2 個超聲作用時間、注射活塞行程下重復(fù)5組實驗，計算各有效充填質(zhì)量的平均值。實驗結(jié)果采用差值法處理。將料筒外圓以外型腔中收集的熔體視為有效部分，如圖3（c）和圖3（d）所示，不同組間的有效充填部分質(zhì)量之差Δm即為2 次塑化成型過程得到的有效樣品質(zhì)量之差（m1-m2）。塑化速率E1計算公式如下：

式中：Δm為制件質(zhì)量差值；Δt為超聲作用時間差。

1.2 實驗平臺

使用自主研制的全電式超聲塑化實驗平臺完成PP 的塑化實驗，收集其超聲塑化試樣。實驗平臺主要由機(jī)架、塑化模塊、模具、合模模塊、注射模塊組成，如圖4（a）所示。

圖4 超聲塑化實驗平臺及模具Fig.4 Experiment platform and mould of ultrasonic plasticization

該實驗平臺的塑化模塊主要由專用超聲電源與超聲振子組成。模具部分采用“一模四腔”結(jié)構(gòu)，如圖4（b）所示。4 個型腔均布于塑化腔周圍用于收集聚合物熔體，型腔表面光滑且無微結(jié)構(gòu)，單次熔體收集總質(zhì)量最高可達(dá)0.35 g。模芯可在一定范圍內(nèi)加熱至一定溫度。合模模塊主要由合模電機(jī)、動/定模固定板、導(dǎo)柱等組成，注射模塊主要由注射電機(jī)、注射活塞等組成。以上所述模塊一起構(gòu)成聚合物超聲塑化系統(tǒng)[11]，其相關(guān)具體參數(shù)如表1所示。

表1 超聲塑化實驗平臺參數(shù)Table 1 Parameters of ultrasonic plasticizing experiment platform

1.3 實驗方案

通過超聲塑化工藝窗口研究得到適宜聚丙烯超聲塑化成型的工藝參數(shù)組合區(qū)間，在此基礎(chǔ)上，通過正交試驗法優(yōu)化工藝參數(shù)組合，獲取一組面向超聲塑化速率最大化的最優(yōu)工藝參數(shù)組合。實驗對象選用典型聚合物聚丙烯（半結(jié)晶型），牌號為PPH5300，密度為0.9 g/cm3，熔點為175 ℃。

1.3.1 超聲塑化工藝窗口

為了獲得較優(yōu)工藝參數(shù)的組合和取值范圍，對超聲塑化工藝參數(shù)展開分析并進(jìn)行預(yù)實驗。超聲塑化預(yù)定實驗參數(shù)取值如表2所示。預(yù)實驗過程如下。

表2 超聲塑化預(yù)實驗參數(shù)取值Table 2 Parameters values in pre-experiment of ultrasonic plasticization

1）實驗前，由超聲振幅測量儀測得工具頭端面振幅可調(diào)節(jié)范圍An～Am，在最小振幅An下對PP重復(fù)進(jìn)行3 組塑化實驗，觀察充填情況并保存樣品。預(yù)實驗以振幅最大值A(chǔ)m為定值展開。

2）在振幅為Am、溫度為25 ℃條件下，調(diào)節(jié)注射速度，對PP 進(jìn)行塑化實驗，觀察充填情況并保存樣品，記錄塑化壓力及超聲功率峰值。同時，記錄實驗過程中同時滿足充填情況較好、無嚴(yán)重溢料情況、超聲功率及塑化壓力適中的實驗組注射速度vn，作為步驟3）的基準(zhǔn)。注射速度調(diào)節(jié)范圍如表2所示。

3）在振幅為Am、注射速度vn下，調(diào)節(jié)模芯溫度，對PP進(jìn)行塑化實驗。選擇常溫（25 ℃）為基準(zhǔn)，每隔25 ℃設(shè)置1 個模芯溫度，觀察并記錄樣品的溢料情況。模芯溫度調(diào)節(jié)范圍如表2所示。

根據(jù)此預(yù)試驗結(jié)果，獲取各實驗條件下PP 的塑化狀態(tài)、塑化過程超聲功率峰值、塑化壓力峰值、溢料情況等。由上述指標(biāo)均正常的工藝參數(shù)（超聲振幅、注射速度、模芯溫度）范圍組成超聲塑化工藝窗口，并對3個因素分別取3個水平，構(gòu)成三因素三水平正交試驗方案。

1.3.2 超聲塑化正交試驗方案

根據(jù)1.3.1 節(jié)確定的聚丙烯超聲塑化工藝參數(shù)組合，采用正交試驗法展開實驗，將PP 的超聲塑化速率列為唯一評價指標(biāo)，開展三因素三水平正交試驗，影響因素及其水平設(shè)置如表3所示。

表3 超聲塑化速率影響因素-水平Table 3 Influencing factors and levels of ultrasonic plasticization rate

采用精密電子天平稱?。?.700±0.005）g聚合物顆粒置于塑化料筒中，設(shè)定注射過程程序并匹配相對應(yīng)的超聲作用時間，完成聚合物塑化及熔體收集過程。開模取件并測量樣品的有效質(zhì)量，計算對應(yīng)的塑化速率。在同一工藝參數(shù)及條件下各組實驗重復(fù)5 次，測量結(jié)果取平均值，記錄每份試樣對應(yīng)的平均塑化速率。正交試驗表采用的是L9（34），正交試驗方案設(shè)計如表4所示。

表4 L9（34）正交試驗方案Table 4 L9（34）orthogonal test scheme

2 結(jié)果與討論

2.1 超聲塑化工藝參數(shù)優(yōu)化

1）經(jīng)超聲振幅測量儀測得工具頭端面振幅可調(diào)節(jié)范圍為42～60 μm。在最小振幅與較高注射速度下，PP 雖然完成塑化，但期間塑化峰值壓力偏大。為此補(bǔ)充實驗，當(dāng)振幅增大至48 mm 及以上時，塑化峰值壓力恢復(fù)正常。因此，超聲振幅取48，54和60 μm開展后續(xù)實驗。

2）當(dāng)注射速度為1.5 mm/s時，樣品出現(xiàn)降解、發(fā)黑等現(xiàn)象（如圖5（a）所示），增大至2.0 mm/s 時恢復(fù)正常；當(dāng)注射速度為3.0 mm/s 時，工具頭負(fù)載及超聲功率峰值開始增大，分別達(dá)到20～25 MPa和600 W；當(dāng)注射速度為3.5 mm/s時，工具頭負(fù)載峰值Pmax超過35 MPa（如圖6所示），超聲功率峰值超過1 kW，塑化過程異常。為此，在1.5～2.0 mm/s范圍補(bǔ)充實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)注射速度達(dá)到1.8 mm/s 及以上時，降解發(fā)黑等現(xiàn)象消失。當(dāng)注射速度為3.0 mm/s及以下時，超聲功率峰值穩(wěn)定在600 W以下，塑化壓力峰值小于25 MPa。因此，注射速度取1.8，2.4和3.0 mm/s開展后續(xù)實驗。

圖6 塑化過程壓力變化曲線及其峰值Fig.6 Pressure change curve and its peak value in plasticizing process

3）低溫下塑化情況均正常，當(dāng)模芯溫度升至75 ℃及以上時，工具頭及注射活塞端面、料筒附近溢料現(xiàn)象逐漸加劇（如圖5（b）所示），影響實驗結(jié)果精度。因此，選擇25，50 和75 ℃開展后續(xù)實驗。

圖5 超聲塑化樣品異常狀態(tài)Fig.5 Abnormal state of ultrasonic plasticization sample

綜上所述，由實驗得到各參數(shù)及水平下PP 的塑化情況如表5所示。在該范圍內(nèi)進(jìn)一步細(xì)分水平取值，注射速度取1.8，2.4和3.0 mm/s；模芯溫度取25，50 和75 ℃；超聲振幅取48，54 和60 μm。正交試驗在此三因素三水平條件下展開。

表5 各水平下PP超聲塑化狀態(tài)記錄表Table 5 Conditions of PP under ultrasonic plasticization at all levels

2.2 超聲塑化工藝參數(shù)最優(yōu)組合

9 組試驗中，每組試驗重復(fù)5 次取平均值。每組試驗條件及結(jié)果如表6所示，標(biāo)準(zhǔn)偏差在20%以內(nèi)。

對正交試驗結(jié)果展開極差分析，結(jié)果如表7所示。由表7中極差R可知，3個影響PP塑化速率的因素由大至小依次為注射速度、模芯溫度和超聲振幅。

分析表7中k可知，最優(yōu)水平組合為“A3B3C2”，即“60-3-50”組合，與直觀實驗結(jié)果（表6試驗號第9 組）顯示的一致。在超聲振幅為60 μm，注射速度為3 mm/s，模芯溫度為50 ℃時，塑化速率最大。根據(jù)各因素對應(yīng)不同水平的指標(biāo)均值ki表達(dá)各因素水平對PP 塑化速率的影響趨勢，結(jié)果如圖7所示。由圖7可知，最優(yōu)水平組合為“A3B3C2”，由此確定各因素水平取值對塑化速率的影響程度。為進(jìn)一步驗證該條件下實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性及可重復(fù)性，在該條件下重復(fù)5組實驗進(jìn)行驗證，實驗所得樣品質(zhì)量及塑化速率如表8所示（超聲時長之差為0.9 s）。

表6 超聲塑化速率正交試驗結(jié)果Table 6 Orthogonal test results of ultrasonic plasticization rate

表7 超聲塑化速率極差分析表Table 7 Range analysis table of ultrasonic plasticizing rate

表8 “60-3-50”組合驗證實驗Table 8 "60-3-50"verification experiment

結(jié)果顯示，在該工藝參數(shù)組合下，PP 的平均塑化速率達(dá)236.22 mg/s（比其他工藝參數(shù)組合的大），標(biāo)準(zhǔn)偏差為7.762 mg/s。

2.3 工藝參數(shù)對超聲塑化速率的影響

1）注射速度是影響PP 塑化速率最顯著的因素。當(dāng)注射速度小于1.8 mm/s 時，樣品出現(xiàn)降解發(fā)黑、溢料等現(xiàn)象，推測是由于在低速注射下聚合物顆粒供給過慢，已完成塑化的熔體沒有及時完成充填，較長時間地滯留在塑化腔內(nèi)，在超聲作用、聚合物顆粒間擠壓、剪切等共同作用下出現(xiàn)“過度塑化”的現(xiàn)象，宏觀表現(xiàn)為降解、發(fā)黑等現(xiàn)象。另外，持續(xù)的超聲作用也使得聚丙烯的黏度呈下降趨勢[12]，熔體流動性隨之增強(qiáng)。因此，工具頭及注射活塞環(huán)狀間隙的流動阻力減小，進(jìn)而導(dǎo)致溢料發(fā)生。當(dāng)注射速度大于3.0 mm/s 時，由于聚合物顆粒接觸工具頭速率過高，熔體生成速率無法匹配聚合物顆粒供給速率，導(dǎo)致不斷有聚合物顆粒擠壓工具頭端面，工具頭負(fù)載峰值與超聲功率峰值偏大，塑化過程表現(xiàn)出異常。

圖7所示為各因素水平對指標(biāo)均值k的影響趨勢。由圖7可知：在合理的注射速度范圍內(nèi)，注射速度的提升對“邊塑化邊注射”模式下的超聲塑化速率有積極影響。當(dāng)注射速度從1.8 mm/s 增至3.0 mm/s 時，k提升約81.4%，該注射速度范圍在對應(yīng)超聲作用的塑化能力范圍之內(nèi)，提升注射速度既增大了聚合物顆粒供給速率，也加快了熔體在型腔內(nèi)的充填過程，降低了提前固化的風(fēng)險，這在熔點較高的材料中表現(xiàn)得更為明顯。由于塑化與充填都加快，塑化速率顯著提高。另外，功率密度是影響超聲塑化過程的直接因素，對聚合物的超聲塑化程度及塑化速率具有顯著影響。在某些超聲波降解領(lǐng)域，相較于能量強(qiáng)度，能量密度更值得關(guān)注，因為它直接反映了能量耗散情況。超聲波通過工具頭振動輸出的功率密度不僅決定了聚合物的塑化效率，而且在一定程度上反映了超聲能量利用效率。在實驗過程中，提升注射速度加快了熔體充填進(jìn)入型腔，也增大了未塑化顆粒接觸工具頭端面的速率及壓力，平均超聲功率從200～400 W提升至600～800 W，塑化速率也隨之大幅提升。

圖7 各因素水平對指標(biāo)均值k的影響趨勢Fig.7 Influencing trend of each factor level on k

2）模芯溫度對聚合物熔體在型腔中的充填情況也存在一定影響。對聚合物顆粒來說，熔融塑化速率在很大程度上取決于熱量的來源及其大小。曾廣勝等[13]發(fā)現(xiàn)振動場的引入可以增加黏性耗散熱（增加材料熔融塑化的熱量來源），從而提高熔融速率。與之相反，在超聲塑化過程中，高頻超聲振動作用下聚合物相互摩擦、擠壓產(chǎn)生的大量熱成為主要“熱源”。YANG 等[14]引入超聲振動維持熔體前沿溫度來防止提前固化，因此，超聲塑化在常溫甚至低溫下也完全可以實現(xiàn)，但通過實驗發(fā)現(xiàn)，熔體所處的型腔溫度也對塑化過程產(chǎn)生了一定影響：在實驗過程中將模芯溫度從25 ℃提升至50 ℃，k提升約26.8%，繼續(xù)升高溫度至75 ℃，k下降，這說明模芯溫度對塑化速率也具有一定調(diào)控作用。由于模芯溫度低于熔體溫度，當(dāng)聚合物熔體在模芯流道中流動時，熔體的能量向模芯傳遞，從而導(dǎo)致熔體溫度降低，流動性下降。提高模芯溫度可以有效減緩熔體能量喪失，在一定程度上可維持熔體前沿溫度，改善充填情況。因此，一定程度的模芯加熱可以減小后續(xù)熔體的充填阻力，提高熔體的整體充填長度，從而提升塑化速率。而當(dāng)模芯溫度繼續(xù)升高時，金屬模具與塑化腔之間的導(dǎo)熱會導(dǎo)致設(shè)備整體溫度升高，聚合物熔體流動性在原基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)，工具頭及注射活塞周圍的溢料現(xiàn)象也逐漸加劇，導(dǎo)致收集的有效熔體質(zhì)量減小。同時，與之對應(yīng)的短射實驗中由于型腔收集熔體量較少，型腔內(nèi)充填阻力極小，所以，料筒處溢料現(xiàn)象不明顯，導(dǎo)致型腔的熔體收集率反而較高。對比之下，2個實驗中型腔收集的熔體質(zhì)量之差偏小，因此，表現(xiàn)出塑化速率“不升反降”的現(xiàn)象。

為進(jìn)一步提升塑化速率，需要進(jìn)行因素實驗，研究模芯溫度對聚合物塑化速率影響，找到最佳模芯溫度，或者減小工具頭及注射活塞與料筒之間環(huán)狀配合間隙來減少溢料現(xiàn)象，提升塑化速率檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3）除了直接影響聚合物顆粒塑化、注射過程外，超聲振幅增大對塑化速率提升也存在促進(jìn)作用，當(dāng)超聲振幅從48 μm 增大到60 μm 時，k提升約20.2%。聚合物是大分子鏈段結(jié)構(gòu)，超聲振動力場的引入使得聚合物高分子鏈段之間、鏈段內(nèi)部的摩擦、剪切及擠壓作用加劇，改變振幅甚至可以直接影響聚合物相對分子質(zhì)量及其分布[15]，在宏觀上則表現(xiàn)為促進(jìn)了聚合物的熔融塑化的過程。增大超聲振幅相當(dāng)于促進(jìn)了這種作用：超聲振幅越大，對聚合物分子鏈段結(jié)構(gòu)造成的影響越劇烈，聚合物顆粒在該作用下的塑化速率也就越快。充填方面，增大超聲振幅也提升了熔體充填速率。蔣炳炎等[16]認(rèn)為，聚合物熔體在大振幅超聲作用下持續(xù)劇烈振動，分子鏈運(yùn)動活性增加，且分子鏈取向逐漸與流動方向相一致，熔體的黏度降低，流動性能加強(qiáng)。熔體流動性增強(qiáng)導(dǎo)致充填過程阻力減小，熔體較快速地完成充填，宏觀上表現(xiàn)為塑化速率提升。DORF 等[17]在進(jìn)行PEEK 的超聲塑化實驗時發(fā)現(xiàn)，增大振幅時，注射速度也需增加，從而減少超聲作用時間，對提高制品機(jī)械性能有積極影響。因此，加大振幅并提高注射速度，可在維持甚至提高機(jī)械性能的情況下減少超聲作用時間，提高整體塑化速率。

3 結(jié)論

1）采用自主搭建的超聲塑化微注射實驗平臺測試聚合物超聲塑化速率具有一定可行性。

2）超聲塑化工藝參數(shù)組合的變化對PP 的塑化速率有顯著影響，最優(yōu)水平組合如下：超聲振幅為60 μm，注射速度為3 mm/s，模芯溫度為50 ℃，本在此驗條件下的最大塑化速率為（232±5）mg/s。

3）增大超聲振幅、提高注射速度、適度加熱模芯均能提升塑化速率，影響程度由大至小依次為注射速度、模芯溫度、超聲振幅。

4）升高模芯溫度對提升熔體流動性具有一定促進(jìn)作用，但加速熔體充填的同時也會加劇溢料現(xiàn)象，應(yīng)優(yōu)化工具頭、注射活塞與料筒之間環(huán)形間隙的配合來降低溢料的程度，提升超聲塑化速率檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。