模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備罗岖，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空朗猖、航天蝎蛤、電子、機(jī)械讥燎、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用水矢，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求掰魁。計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開發(fā)巩顶、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。同傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比低流，CAE技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率日病、保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本辨蓄、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面秦辆，都具有很大優(yōu)越性。

　　美國上市公司Moldflow公司是專業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司祠乃，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來梦重，一直主導(dǎo)塑料成型CAE軟件市場(chǎng)。近幾年，在汽車琴拧、家電降瞳、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用蚓胸。

　　利用CAE技術(shù)可以在模具加工前挣饥，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注塑成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充沛膳、保壓扔枫、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布于置、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況贞岭，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題八毯，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具瑞蓉。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破予乏，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等梯撰，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義蟹游。

　　塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用CAE技術(shù)怎体。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)蔓捡。注塑成型分兩個(gè)階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)愚缔、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料擦灸、試模和成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前垛淮，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具剂撑，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模根适，發(fā)現(xiàn)問題后苞毡，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)继谚，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本烈菌，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。采用CAE技術(shù)花履，可以完全代替試模僧界，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造之前臭挽，預(yù)測(cè)塑料熔體在型腔中的整個(gè)成型過程捂襟，幫助研判潛在的問題咬腕，有效地防止問題發(fā)生，大大縮短了開發(fā)周期葬荷，降低生產(chǎn)成本涨共。

　　近年來，CAE技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域中的重要性日益增大宠漩，采用CAE技術(shù)可以全面解決注塑成型過程中出現(xiàn)的問題举反。CAE分析技術(shù)能成功地應(yīng)用于三組不同的生產(chǎn)過程，即制品設(shè)計(jì)扒吁、模具設(shè)計(jì)和注塑成型火鼻。

　　制品設(shè)計(jì)

　　制品設(shè)計(jì)者能用流動(dòng)分析解決下列問題：

　　(1) 制品能否全部注滿　這一古老的問題仍為許多制品設(shè)計(jì)人員所注目，尤其是大型制件邀耽，如蓋子穗蚌、容器和家具等。

　　(2) 制件實(shí)際最小壁厚　如能使用薄壁制件平葡，就能大大降低制件的材料成本崭守。減小壁厚還可大大降低制件的循環(huán)時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率宗而，降低塑件成本浙辫。

　　(3)澆口位置是否合適　采用CAE分析可使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)具有充分的選擇澆口位置的余地，確保設(shè)計(jì)的審美特性攻躏。

　　模具設(shè)計(jì)和制造

　　CAE分析可在以下諸方面輔助設(shè)計(jì)者和制造者郊檐，以得到良好的模具設(shè)計(jì)：

　　(1) 良好的充填形式　對(duì)于任何的注塑成型來說，最重要的是控制充填的方式跃唧，以使塑件的成型可靠俯坐、經(jīng)濟(jì)。單向充填是一種好的注塑方式剩喧，它可以提高塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性寺晌。這種填充形式有助于避免因不同的分子取向所導(dǎo)致的翹曲變形。

　　(2)最佳澆口位置與澆口數(shù)量　為了對(duì)充填方式進(jìn)行控制澡刹，模具設(shè)計(jì)者必須選擇能夠?qū)崿F(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量呻征，CAE分析可使設(shè)計(jì)者有多種澆口位置的選擇方案并對(duì)其影響作出評(píng)價(jià)。

　　(3)流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)　實(shí)際的模具設(shè)計(jì)往往要反復(fù)權(quán)衡各種因素罢浇，盡量使設(shè)計(jì)方案盡善盡美陆赋。通過流動(dòng)分析，可以幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出壓力平衡嚷闭、溫度平衡或者壓力攒岛、溫度均平衡的流道系統(tǒng)，還可對(duì)流道內(nèi)剪切速率和摩擦熱進(jìn)行評(píng)估，如此灾锯，便可避免材料的降解和型腔內(nèi)過高的熔體溫度兢榨。

　　(4)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)　通過分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過程的影響，優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件顺饮，從而產(chǎn)生均勻的冷卻吵聪，并由此縮短成型周期，減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力沿阁。

　　(5)減小反修成本　提高模具一次試模成功的可能性是CAE分析的一大優(yōu)點(diǎn)嫌盲。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時(shí)間和金錢铆贞。此外赐赁，未經(jīng)反復(fù)修模的模具，其壽命也較長伶摩。

　　注塑成型

　　注塑者可望在制件成本雕踊、質(zhì)量和可加工性方面得到CAE技術(shù)的幫助：

　　(1) 更加寬廣更加穩(wěn)定的加工“裕度”　流動(dòng)分析對(duì)熔體溫度、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個(gè)目標(biāo)趨勢(shì)务囤，通過流動(dòng)分析灌当，注塑者便可估定各個(gè)加工參數(shù)的正確值您风，并確定其變動(dòng)范圍幅挂。會(huì)同模具設(shè)計(jì)者一起，他們可以結(jié)合使用最經(jīng)濟(jì)的加工設(shè)備参攻，設(shè)定最佳的模具方案腺帽。

　　(2) 減小塑件應(yīng)力和翹曲　選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應(yīng)力最小。殘余應(yīng)力通常使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形髓绽，甚至發(fā)生失效敛苇。

　　(3) 省料和減少過量充模　流道和型腔的設(shè)計(jì)采用平衡流動(dòng)顺呕，有助于減少材料的使用和消除因局部過量注射所造成的翹曲變形枫攀。

　　(4)最小的流道尺寸和回用料成本　流動(dòng)分析有助于選定最佳的流道尺寸。以減少澆道部分塑料的冷卻時(shí)間株茶，從而縮短整個(gè)注射成型的時(shí)間来涨，以及減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積。

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