某塑件產(chǎn)品的模流分析前處理案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u4977某塑件產(chǎn)品的模流分析前處理案例綜述 176131.1Moldflow軟件介紹 112971.2塑件材料的選擇 1186521.3優(yōu)化制品成型 3109671.1.1塑件結(jié)構(gòu) 3278441.1.2網(wǎng)格診斷 4244651.4流道系統(tǒng) 5196761.2.1澆口位置的確定 596241.2.2成型窗口分析 693371.2.3澆注系統(tǒng)創(chuàng)建 730121.5冷卻系統(tǒng)的創(chuàng)建 81.1Moldflow軟件介紹Moldflow軟件是歐特克公司開發(fā)的一款用于塑料產(chǎn)品相關(guān)的模具設(shè)計與制造的軟件，其全名為AutodeskMoldflowAdviser。它作為Autodesk數(shù)字化樣機解決方案，為客戶提供了一個便捷的工具，將其融合在制品設(shè)計中，能夠在加工制造前對設(shè)計方案進行模擬評估以及優(yōu)化處理[30]。這可以減少可能存在的設(shè)計失誤，并且能縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，還能降低開發(fā)成本。用戶在設(shè)計產(chǎn)品時，Moldflow提供了兩種分析模擬軟件：AMA（Moldflow塑件顧問）和AMI（Moldflow高級成型分析專家）。AMA操作簡單便捷，能夠隨著設(shè)計者的分析變更進行快速響應(yīng)，因此該軟件主要面向注塑產(chǎn)業(yè)相關(guān)的設(shè)計工程師、項目工程師和模具設(shè)計工程師，用于早期開發(fā)產(chǎn)品時對產(chǎn)品制造可行性進行模擬評估。AMA主要解決外觀質(zhì)量、材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、澆口位置和流道優(yōu)化等問題。AMI用于注塑成型的成果分析和優(yōu)化，是全球應(yīng)用最廣的模流分析軟件。1.2塑件材料的選擇在本課題中，兒童凳所選材料為ASchulmanGMBH所生產(chǎn)的Polypropylenes(PP)。PP是一種熱塑性塑料，具有較高的耐沖擊性，能夠抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕，并且機械性質(zhì)強韌。在工業(yè)界有廣泛的應(yīng)用，是常見的高分子材料之一。以下為PP材料成型時的推薦工藝參數(shù)，見表1.1。表1.1材料成型時的推薦工藝參數(shù)表工藝參數(shù)名稱數(shù)值模具的表面溫度60℃熔體的溫度200℃模具的溫度區(qū)間最大值：80℃最小值：40℃熔體的溫度區(qū)間最大值：220℃最小值：180℃熔體的最大絕對溫度230℃塑件頂出時的溫度116℃最大剪切應(yīng)力0.25MPa最大剪切速率100000s-1圖1.1所示為所選PP材料的PVT曲線圖，該曲線上有幾處很明顯的轉(zhuǎn)折點，這些轉(zhuǎn)折點是凝固態(tài)和熔融態(tài)的分界點，這些分界點在125℃之后開始轉(zhuǎn)折。從圖中可以看出，這個分界點隨著壓力的升高而逐漸降低。圖1.1PP材料的PVT曲線圖圖1.2描述的是材料的粘度曲線，橫坐標表示的是剪切速率(s-1)，縱坐標表示的是粘度(Pa/s)。從圖中可以看出粘度曲線大致可以分為兩個部分：第一部分較為平緩，隨著剪切速率的增大，粘度開始緩慢下降；第二個部分隨著剪切速率的進一步增大，粘度開始緩慢下降。這說明提高剪切速率，可以提高物料的流動性。根據(jù)圖1.2可知，在不同溫度下，曲線從平臺區(qū)進入剪切速率區(qū)所需要的剪切速率不同，升高溫度，在較小的剪切速率下，材料的粘度即開始迅速下降，這說明提高溫度，可以增加物料的流動性。圖1.2PP的粘度曲線圖1.3優(yōu)化制品成型1.1.1塑件結(jié)構(gòu)將兒童凳的模型從UG中以STL格式導出，再導入到Moldflow中，網(wǎng)格類型為“雙層面”。兒童凳的具體結(jié)構(gòu)為300×300×160(mm)，如圖1.3所示。(a)(b)圖1.3兒童凳的三維造型圖：(a)斜視圖，(b)主視圖將導入完成的兒童凳三維模型進行網(wǎng)格劃分，進行網(wǎng)格劃分后的網(wǎng)格模型，如圖1.4所示。圖1.4兒童凳網(wǎng)格圖1.1.2網(wǎng)格診斷在網(wǎng)格劃分結(jié)束之后，需要對兒童凳進行網(wǎng)格診斷和修復(fù)。首先對塑件的縱橫比進行診斷，診斷結(jié)果如圖1.5所示，由于并沒有什么太大的問題，直接使用網(wǎng)格修復(fù)向?qū)нM行修復(fù)。網(wǎng)格修復(fù)后的再次統(tǒng)計的最大縱橫比為3.04，與剛開始診斷的數(shù)據(jù)并無區(qū)別，而匹配度達到了90.9%大于85%,相互百分比達到了92.5%，如圖1.6所示，滿足模擬的要求。圖1.5縱橫比診斷結(jié)果圖圖1.6模型網(wǎng)格統(tǒng)計圖1.4流道系統(tǒng)1.2.1澆口位置的確定如圖1.7所示，兒童凳采用單澆口，流動阻力在上方小孔附件阻力最低，即圖中藍色區(qū)域。圖1.7流動阻力指示器圖1.2.2成型窗口分析一般將能夠生產(chǎn)合格產(chǎn)品的成型工藝條件范圍稱為成型窗口。如果工藝參數(shù)在這個范圍中，則可以生產(chǎn)出質(zhì)量較好的塑件[31]。成型窗口參數(shù)設(shè)置如表1.2所示：表1.2成型窗口參數(shù)設(shè)置表工藝參數(shù)數(shù)值要分析的模具溫度范圍自動要分析的熔體溫度范圍自動要分析的注射時間范圍自動選擇型號為“Defaultmoldingmachine”的注塑機進行分析。成型窗口可以將一個變量固定為某一具體值并且能夠用在許多變量上，然后顯示一個XY圖（其他兩個變量位于X軸和Y軸上）來搜索加工條件（模具溫度、熔體溫度和注射時間）的最佳組合。圖1.8顯示的是注射時間為2.450秒時，熔體與模具溫度范圍。綠色是首選區(qū)，黃色是可行區(qū)域，紅色為不可行區(qū)域。由圖中可以看出，所有區(qū)域均為綠色，也因此工藝參數(shù)的選擇比較容易。圖1.8區(qū)域（成型窗口）：2D幻燈片圖1.2.3澆注系統(tǒng)創(chuàng)建由于該塑件體積比一般塑料薄壁件大，考慮到實際結(jié)構(gòu)以及澆注成型的需要，故采用一模一腔來進行澆注。經(jīng)過軟件分析，得到最佳澆口位置，在幾何工具欄中選擇創(chuàng)建流道系統(tǒng)，根據(jù)注射位置設(shè)置澆口和主流道尺寸，主流道入口直徑為8mm，長度為20mm，頂部澆口直徑為8mm長度為1mm。流道只要覆蓋塑料，比塑料多出一點就行，就不設(shè)置分流道了，澆注系統(tǒng)如圖1.9所示。圖1.9澆注系統(tǒng)圖1.