打印機(jī)塑件注塑模具優(yōu)化設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11757打印機(jī)塑件注塑模具優(yōu)化設(shè)計案例 1211241.1打印機(jī)塑件分析 2289701.1.1打印機(jī)塑件UG建模 281681.2模型初始設(shè)計及分析 391701.2.1創(chuàng)建初始澆注系統(tǒng)與冷卻水道 359071.2.2設(shè)置工藝參數(shù) 4291821.3模流分析初始結(jié)果 6281951.3.1初始流動分析結(jié)果 646581.3.2初始冷卻分析結(jié)果 7243161.3.3初始翹曲分析結(jié)果 816451.4優(yōu)化設(shè)計及分析 9319071.4.1優(yōu)化設(shè)計 9211381.4.2優(yōu)化后的不同參數(shù)設(shè)置 10277731.5不同參數(shù)設(shè)置的優(yōu)化結(jié)果分析 11151741.5.1流動優(yōu)化分析結(jié)果 11272041.5.2冷卻優(yōu)化分析結(jié)果 11308281.5.3翹曲優(yōu)化分析結(jié)果 12299451.6討論兩種設(shè)計方案 12打印機(jī)塑件分析打印機(jī)塑件UG建模傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計中一般是沒有這個步驟的，但為了更高效率和準(zhǔn)確的完成打印機(jī)注塑模具的設(shè)計。本文利用UG軟件和Moldflow軟件對打印機(jī)塑料件的注射成型過程進(jìn)行了仿真REF_Ref71557078\r\h[9]。這兩個軟件的分工也很簡單，UG負(fù)責(zé)建模，Moldflow負(fù)責(zé)優(yōu)化分析。首先先說一下UG的建模，打印機(jī)塑件的建模是在UG軟件中進(jìn)行，具體操作為多次拉伸命令，并且布爾運(yùn)算為求和。REF_Ref71814642\h圖31所示的打印機(jī)塑料制件的建模。該產(chǎn)品為打印機(jī)的上蓋﹐長、寬、高分別為428mm、172mm、80mm。使用LGChemical的產(chǎn)品，牌號為ABSHI-121，具體性能可參照第一章。圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11打印機(jī)塑件三維圖接下來我將談?wù)凪oldflow對打印機(jī)塑料件的優(yōu)化分析。在對塑件進(jìn)行Moldflow分析之前，需要將UG中的模型導(dǎo)出為STL文件REF_Ref71561698\r\h[25]；然后將STL文件導(dǎo)入Moldflow軟件中圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s11打印機(jī)塑件三維圖上面所述的只是初步操作，在進(jìn)行模流分析時，不可能一次就能成功的得到想要的結(jié)果，每一次都需要多次試錯，多次對照，找出不符合的原因。模型初始設(shè)計及分析創(chuàng)建初始澆注系統(tǒng)與冷卻水道圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s12打印機(jī)塑料制件初始澆注與冷卻系統(tǒng)圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s12打印機(jī)塑料制件初始澆注與冷卻系統(tǒng)設(shè)置工藝參數(shù)創(chuàng)建完冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)后還不能對塑件進(jìn)行模流分析，設(shè)置工藝參數(shù)，見下REF_Ref71707929\hREF_Ref71557078\r\h[9]：最后其他工藝參數(shù)保持默認(rèn)設(shè)置；因為該設(shè)計需要知道翹曲產(chǎn)生的原因，所以選擇勾選分離翹曲原因。模流分析初始結(jié)果初始流動分析結(jié)果圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s13ABS熔體充填模具時間圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s13ABS熔體充填模具時間圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s1圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s14ABS速度/壓力切換時的壓力初始冷卻分析結(jié)果如REF_Ref71814671\h圖35所示進(jìn)水口和出水口之間水的溫差為4.58℃大于3℃，不符合水設(shè)計要求，其原因在于冷卻系統(tǒng)設(shè)定不合適，應(yīng)改進(jìn)。管道表面溫度分析結(jié)果如REF_Ref71814680\h圖36所示，不平衡的溫度分布，最顯著的是澆注系統(tǒng)附近圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s1圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s15管道里水的溫度圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s16管道表面溫度初始翹曲分析結(jié)果REF_Ref71729236\hREF_Ref71731225\h圖37、REF_Ref71729238\hREF_Ref71837082\h圖38、REF_Ref71729240\hREF_Ref71837087\h圖39、REF_Ref71837095\h圖310顯示引起翹曲變形的整體情況，具體數(shù)值如表3-2圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s17變形（取向因素）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s18變形（收縮不均）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s17變形（取向因素）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s18變形（收縮不均）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s19變形（冷卻不均）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s110變形（所有因素）優(yōu)化設(shè)計及分析優(yōu)化設(shè)計從上文的結(jié)果可以看出在最初的設(shè)計中，一部分型腔區(qū)域沒有被填滿，所以需要修改模具。由于ABS熔體不能填滿整個型腔，可以通過改變澆口位置或澆口數(shù)，增加注塑機(jī)的注射壓力，在注射過程中提高模具的溫度來改善。從上文的翹曲分析結(jié)果注塑件翹曲度過大。根據(jù)上述分析，打印機(jī)塑件翹曲的主要原因是塑件收縮不均勻。通過調(diào)整澆注系統(tǒng)和改變工藝參數(shù)（保壓壓力和保壓時間REF_Ref71558624\r\h[15]REF_Ref71558617\r\h[16]），可以改善收縮不均勻引起的翹曲。打印機(jī)塑料件填充不良的原因是由于一個澆口不能在熔體凝固前充填完型腔，因此，采用雙澆口來實現(xiàn)充填平衡。并且把直澆口改為點澆口，使得充填更加順利。增加多條冷卻水道可以改善圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s111優(yōu)化的打印機(jī)塑件的冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s111優(yōu)化的打印機(jī)塑件的冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)優(yōu)化后的不同參數(shù)設(shè)置表STYLEREF1\s表STYLEREF1\s33工藝參數(shù)的優(yōu)化不同參數(shù)設(shè)置的優(yōu)化結(jié)果分析流動優(yōu)化分析結(jié)果在對打印機(jī)塑件的工藝參數(shù)進(jìn)行修改后，也就是優(yōu)化設(shè)計后，打印機(jī)塑件模型的流動分析結(jié)果的“速度/壓力切換”的壓力REF_Ref71557403\r\h[11]（REF_Ref71731530\h圖312）為49.70MPa，ABS塑料熔體充填型腔的圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s1圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s112優(yōu)化后ABS速度/壓力切換時的壓力冷卻優(yōu)化分析結(jié)果圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s113優(yōu)化后的回路冷卻溫度圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s113優(yōu)化后的回路冷卻溫度翹曲優(yōu)化分析結(jié)果如REF_Ref71731586\h圖315所示，優(yōu)化方案后由于冷卻不均勻、收縮不均勻和分子方向不一致等各種因素，模型的翹曲度為0.8252mm，令人吃驚的是打印機(jī)塑件由不均勻冷卻而造成的翹曲度下降到0.2725mm，如REF_Ref71731596\h圖314所示。打印機(jī)塑件由不均勻收縮而造成的翹曲度下降到0.5888mm如REF_Ref71731609\h圖316所示，雖然結(jié)果不盡人意，但也是經(jīng)過多次優(yōu)化后得到的最好結(jié)果，也比較符圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s114優(yōu)化后翹曲變形（冷卻不均）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s115優(yōu)化后翹曲變形（所有因素）圖STYLEREF1\s圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s114優(yōu)化后翹曲變形（冷卻不均）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s115優(yōu)化后翹曲變形（所有因素）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s116優(yōu)化后翹曲變形（收縮不均）圖STYLEREF1\s3SEQ圖\*ARABIC\s117優(yōu)化后翹曲變形（取向因素）討論兩種設(shè)計方案改善工藝參數(shù)和冷卻、澆注系統(tǒng)后的優(yōu)化設(shè)計方案比初始設(shè)計方案有了顯著的改善，達(dá)到預(yù)想的設(shè)計要求是比較上文的兩種設(shè)計方案的分析結(jié)果得到的結(jié)論。由于塑件過大和澆口的類型、數(shù)量不合適使得第一種設(shè)計方案出現(xiàn)了充填不滿的現(xiàn)象。第二種方案雙點澆口解決了熔體流動不平衡的問題，使得型腔能