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摘要：为了安装燃料电池堆将化学能转化为电，通常应用双极板来分离和分配反应气体和冷却剂。为了降低双极板的制造成本，检查了全自动注塑工艺。高性能热塑性基体材料，聚苯硫醚（PPS），抗化学设定，操作温度高达200°C。为了调节电导率和高导热性，PPS高度填充各种碳填料，最多可达65％的体积。在第一步中，根据双极板的特性设计了具有三个不同门高和模具的两个不同结构板（单面）。为了应对该板应该在具有变温模具温度控制的标准注塑机上生产的方法，使用注塑模拟。此外，模拟应允许制定质量预测模型，该模型可转换为双极板。显然，精确模拟输出的基础是高度填充的化合物的材料性质和行为的准确描述。此外，还提出了结构板和模具的设计以及通过仿真的优化。注射成型工艺参数的影响，例如，模拟注塑时间，循环时间，填料压力，模具温度和熔体温度，以确定最佳工艺条件。借助于模拟和变温模具温度控制，可以将所需的熔融温度降低到PPS分解温度以下。因此，消除了作为硫化氢的危险的分解产物。因此，可以保护处理器的健康性，注塑机的寿命以及材料和产品性能。70103
1 简介
聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）已经存在多年。然而，在能源过程中，研究的重点和重点在再生氢能源经济中已经上升。由于能够在大约150-200℃的温度下操作的高温PEMFC具有广泛的应用领域，例如，当地热电联产，连续供电，备用电源，移动机动车辆和便携式设备，鼓励开发。巨大的市场潜力得到预测，但只有当PEMFC的性能提高并且批量生产能够同时降低单位成本时，才能证明是真实的。因此，正在研究主要重复部件的注射成型以组装PEMFC堆叠，双极半板。双极半导体板必须满足以下要求：导电，散热，进料和分离工艺气体以及冷却剂，机械稳定性，低成本，可重复串联制造，抵抗工作温度下的腐蚀环境，温度稳定性[1]。因此，只有少数聚合物材料，特别是作为聚苯硫醚的高性能热塑性塑料，可以满足大多数列出的要求。通过添加碳基填料作为石墨，炭黑和碳纤维，必须调整纯热塑性材料的适当电导率和加热性能。为了确保超过渗滤阈值的高导电率，填料浓度达到高达65体积％的水平。由于在上游配混方法中添加填料会改变纯热塑性塑料的特性，特别是增加粘度，从而降低流动性，因此可以使用加工剂，但应避免因为它们构成不确定性的补充元素。论文网
为了推动大型双极板的设计和布局及其合适的模具的开发，优选精确和逼真的注塑模拟是不可避免的。 此外，模拟应允许预测临界和最佳过程条件以填充空腔以及收缩电位和焊接线。 特别是，由模拟[2]假设的导致不存在位移流的低熔体强度引起的材料表征的困难以及高填充化合物的不同填充行为限制了软件的预测精度。
2 模具和零件
设计模具腔重建双极半板注射模具中的流动条件（参见图1（a））。几何形状简化为只有一侧类似于流场的典型几何结构。电影门（带浇口）可以交换，以分析不同设计对产品电导率的影响。考虑角度和通风口。整个模具是绝缘的，以实现低热损失。加热至350°C的热油流经两个直径为8 mm的分离（冷却）回路，紧靠着每个模具半部的腔体。半模被分开冷却或加热，通过包括阀组的油回火装置实现变温模具温度控制，这允许在注射成型循环的特定点处在热和冷之间切换。变温模具温度控制对于实现更长的流动路径是必要的，分别降低所需的压力并且防止材料的冷冻，从而同时形成低填料含量的表皮层。加热/冷却单元的调节可以通过热电偶（J型）或定义的时间点实现。对于形式填充控制，腔体压力传感器可以在四个点使用，如图1所示。