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1、 模流分析 MoldFlow 模流分析 就是利用现在的CAE软件 Moldflow C Mold Z Mold等 对塑料件的注塑 保压 冷却以及翘曲等工艺过程进行有限元模拟 有限元分析基本步骤 前处理 首先把通过有限元网格 把连续的零件离散化 用有限个容易分析的单元来描述复杂的对象 单元之间通过有限个节点进行连接 有限元求解 根据用户设定的边界条件 通过流体力学 热力学以及状态方程等组成的线性方程组进行求解 后处理 把有限元求解的数值结果通过等值线 云图以及动画等形象的方式显示出来 提供分析报告 把有限分析结果按照客户需求已报告的方式提供给客户 由于有限元分析不可避免的存在一些误差 需要在分析
2、报告中对分析结果进行评估 模流分析简介 模具内熔体的前端不断前移来连接各节点 熔体不断填充相邻的节点 直到零件上所有的节点都被填充 熔体和模具接触时会形成一个凝结层 Moldflow的计算方式 Moldflow中的前处理目前主流的模流分析软件是Moldflow 该软件只接受三角形单元以及四面体单元 高质量的有限元网格是有限元分析精度的保障 对于注塑件 在Moldflow主要有以下三种网格划分方式 中性面 双面流 3D实体 网格质量检查 1 不能存在自由边界 2 双面流分析 上下表面的网格匹配率必须达到90 3 三角形单元的边长比 平均 3 1 最大 6 1 4 网格之间没有交叉和重叠 5 网格
3、的大小 自由边界 Moldflow网格质量检查报告 不好的有限元网格 1 影响计算精度 2 错误的计算结果 3 计算无法进行 网格大小对计算精度的影响 分析输入 定义浇口类型 GMPPCRequirementGateType 定义浇口尺寸定义浇口数量定义浇口位置 分析输入 定义流道系统 定义主流道以及分流道的尺寸在Moldflow中做出流道系统 流道系统 分析输入 定义冷却系统 定义冷却系统尺寸定义冷却液类型在Moldflow中做出冷却系统 冷却系统 分析输入 定义注塑参数 分析输入 定义材料参数 声明 以下内容是以DarrenMay的报告为基础 填充分析 注射 保压切换 注射结束时的压力分布
4、图 注意 注射 保压切换应该在注射完成95 99 之间 影响 如果注射量小于零件体积的95 可导致保压不足 即部分区域会因填充不足而出现缩印 缺料等缺陷 填充分析 压力分布 两端压力分布不均匀 不好的填充方式 两端压力分布均匀 好的填充方式 注意 检查模流末端的压力分布情况 压力分布最好平衡 对称 检查最大注塑压力是否 10 000PSI 1PSI 6 8949KPA 影响 不平衡的压力分布可能会使制件材料收缩不一致 更高的残余应力 甚至可以导致部分区域的保压不足或过保压 填充分析 熔体前端温度 注意 熔体前端温度的变化应该小于30F 影响 过高的温度变化可以导致零件内部产生残余应力 而残余应
5、力的存在会导致零件发生翘曲 填充分析 浇口处的最大剪切率 注意 最大剪切率不能超过材料的许可值 影响 如果注射时剪切率超过材料的最大剪切率 可以使材料在注射过程中发生降解 出现黑点 白斑等许多意想不到的缺陷 填充分析 零件剪切应力 注意 零件内部的最大剪切应力不应该超过材料的许可值 影响 如果零件内部的最大剪切应力超过材料的许可值 可能导致一系列的表面缺陷 填充分析 融接痕 注意 融接痕的长度尽量短 数量尽量少 融接痕尽量不要在A面以及承载结构上 水平的融接痕比垂直的融接痕好 融接痕要和融接温度一起进行评估 影响 融接痕可以导致表面缺陷 融接痕可能导致零件的强度降低 填充分析 气穴 注意 气穴
6、应该都分布在零件的边界上 存在气穴的位置应该在模具上添加排气槽 应该避免在零件的A面上出现气穴 影响 气穴可能使制件没有被完全填充 零件内存在气孔 气穴可能导致燃烧 使零件上出现烧焦的现象 保压分析 保压压力 注射压力 80 保压压力 整个注塑过程的压力分布图 保压压力 注意 注射压力 80 保压压力 影响 过低的保压压力可能是零件无法打满 保压分析 喷嘴处的压力分布 注射压力峰值 注射 保压切换压力值 注意 注射压力峰值最好和注射 保压切换时的压力值相等 影响 注射压力峰值最好和注射 保压切换时的压力值的不平衡就意味着注射过程的不平衡 零件内部可能会因此而产生内应力 保压分析 保压时间 保压
7、时间 注意 保压时间应该大于浇口100 冷却的时间 影响 如果保压时间小于浇口100 冷却时间 可能会导致零件保压不足 出现表面缺陷 如果在浇口100 冷却后仍然继续进行保压 此时的保压不会对零件产生任何影响 只会浪费工时 增加成本 保压分析 锁模力 注意 最大锁模力不应该超过用于生产该零件的注塑机的最大锁模力 影响 最大锁模力如果超过用于生产该零件的注塑机的最大锁模力 可能在零件上产生飞边 最大锁模力 保压分析 体积收缩 注意 制件收缩率的目标值应该是模具收缩率的3倍 影响 如果制件收缩率大于模具收缩率的3倍 零件可能会出现意想不到的翘曲 需要进行专门的翘曲分析 保压分析 缩印深度 注意 缩
8、印的目标深度为0 1mm 影响 如果缩印的深度大于0 1mm 在非皮纹面上将会出现可见的缩印 冷却分析 冷却液流速 注意 供应商的设备必须能过满足所需的冷却液流速 各回路中的最大流速不应该大于平均流速的5倍 影响 如果供应商的设备达不到所需的流速要求 可能使零件不能充分冷却 如果回路中的最大流速大于平均流速的5倍 实际的冷却效果将和计算分析结果差异较大 会对冷却造成意想不到的影响 冷却分析 模温变化范围 注意 模温的变化范围应该小于30F 模温应该在设定值附近 形芯模温图 影响 模温的变化范围大于30F会在制件内产生残余应力 从而导致零件发生翘曲 冷却分析 上下模模温差 注意 上下模模温之差不
9、应该超过20F 影响 如果上下模模温之差超过20F可能会使零件发生翘曲 冷却分析 冷却液温度 注意 冷却液的温度变化应该小于5F 影响 冷却液的温度变化过大意味着流道设计或流动参数设置存在问题 从而导致制件的热传递存在问题 冷却分析 冷却液雷诺数 注意 为了保证冷却系统产生湍流 最小雷诺数应该大于10 000 影响 当雷诺数低于10000时 就不能确保冷却液的流动状态为湍流 而如果达不到湍流的要求 系统的热传导效率就会下降 翘曲分析 X方向变形 注意 影响制件收缩的主要因素因该是由材料的收缩引起的 而不应该是由冷却不充分 分子取向等因素造成的 制件变形分析 Moldflow中的翘曲分析 影响 过大的变形可能导致制件不能满足尺寸要求 注意 影响制件收缩的主要因素因该是由材料的收缩引起的 而不应该是由冷却不充分 分子取向等因素造成的 影响 过大的变形可能导致制件不能满足尺寸要求 翘曲分析 Y方向变形 注意 影响制件收缩的主要因素因该是由材料的收缩引起的 而不应该是由冷却不充分 分子取向等因素造成的 影响 过大的变形可能导致制件不能满足尺寸要求 翘曲分析 Z方向变形 GMNAPPCCheckList ThankYou
