论文摘要：

本文将快速热循环成型技术和超临界流体微孔注塑技术进行集成，首次提出了快速热循环微孔注塑新技术，以消除常规微孔注塑制件的表观缺陷。为验证该技术的有效性，以一工业制件—微孔盖板作为研究对象，构建了相应的电加热结合水冷却的快速热循环微孔注塑模具及成型装备系统。采用实验和模拟相结合的手段系统研究了模具的热响应特性，结果表明模具型腔表面温度可在较大范围内快速调控；此外，建立了可精确预测模具型腔表面温度随加热和冷却时间动态演变的经验关系式；最后，基于快速热循环成型实验探索了模具型腔表面温度对POM微孔盖板表面质量的影响规律并揭示了相关的成型机理。研究发现：通过提高模具型腔表面温度可大幅度改善微孔注塑制件的表观质量，当模具型腔表面温度提高至150 ℃时成型的微孔注塑POM盖板呈现镜面光泽，达到与实体注塑POM盖板相当的表观质量水平，从而验证了该技术的有效性。

创新成果：

微孔塑料因具有高比强度、高冲击韧性、耐疲劳和优异的隔音隔热等性能，在轻量化设计、功能器件制造等领域具有广阔的应用前景。然而，因塑料微发泡工艺属性而导致的表观缺陷（如制品表面粗糙、光洁度差等）严重制约着微孔塑料件在工业领域的规模化应用。为此，本论文首次将快速热循环成型技术和超临界流体辅助微孔注塑技术进行集成，提出了快速热循环微孔注塑新技术；系统阐述了该新技术的工艺原理，研制了实施该技术的成型模具及装备系统原型；在此基础上，实验验证了基于该技术可显著改善微孔注塑制件表观质量的可行性和有效性，并从经典成核理论层面探讨了相关的成型机理。为通过注塑直接获取高表观质量的微孔塑料制件提供了有效的解决方案和奠定了坚实的理论基础，具有较强的工程和科学意义。

作者简介：

肖成龙，男，1987年生，博士。2015年6月毕业于华南理工大学机械设计及理论专业，2020年3月-2021年3月德国亚琛工业大学公派访问学者。主要从事机械与模具优化设计和高分子材料成型加工新方法及装备方面的教学与科研工作，主持湖南省自然科学基金、湖南省教育厅优秀青年基金等多项省部级科研项目。迄今以第一作者/通讯作者在Applied Thermal Engineering, International Communications in Heat and Mass Transfer, Polymer Testing, Journal of Applied Polymer Science, Expert Systems with Applications等国际著名期刊上发表SCI论文10余篇（1篇入选ESI全球0.1%高引论文），论文被引180余次，授权中国发明专利7件（技术转化1件）；担任Journal of Materials Processing Technology, Polymer Engineering and Science, Journal of Engineering Manufacturing 等多个国际SCI期刊的审稿专家。