模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天钱锉、電子、機(jī)械泞氯、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用凛茬，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)量的要求薄塘。計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開發(fā)掠恢、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)相比悠垛，CAE技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率线定、保證產(chǎn)品質(zhì)量娜谊，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面斤讥，都具有很大優(yōu)越性纱皆。

　　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，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來芭商，一直主導(dǎo)塑料成型CAE軟件市場派草。近幾年，在汽車铛楣、家電近迁、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用簸州。

　　利用CAE技術(shù)可以在模具加工前鉴竭，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)測熔體的填充岸浑、保壓搏存、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布慷郎、分子和纖維取向分布啡产、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題寨今，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)馅酪，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破叼榄，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢乳侮、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義硼货。

　　塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)诉德，而且還要采用CAE技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)钢怪。注塑成型分兩個(gè)階段柱洽，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料鲁修、試模和成型）本谜。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具偎窘，模具裝配完畢后乌助，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后陌知，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)他托，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)掖肋，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期赏参。采用CAE技術(shù)志笼，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案把篓，在模具制造之前纫溃，預(yù)測塑料熔體在型腔中的整個(gè)成型過程，幫助研判潛在的問題韧掩，有效地防止問題發(fā)生皇耗，大大縮短了開發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本终睦。

　　近年來，CAE技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域中的重要性日益增大谨跌，采用CAE技術(shù)可以全面解決注塑成型過程中出現(xiàn)的問題否抛。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)吊烫、模具設(shè)計(jì)和注塑成型言酪。

　　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，尤其是大型制件谍钝，如蓋子败饵、容器和家具等。

　　(2) 制件實(shí)際最小壁厚　如能使用薄壁制件椭徙，就能大大降低制件的材料成本熊过。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)效率征乳，降低塑件成本胖真。

　　(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)的審美特性律姨。

　　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)者和制造者振峻，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择份，以使塑件的成型可靠扣孟、經(jīng)濟(jì)。單向充填是一種好的注塑方式荣赶，它可以提高塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性凤价。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)行控制讯壶，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)量料仗，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)湾盗。

　　(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，盡量使設(shè)計(jì)方案盡善盡美立轧。通過流動(dòng)分析格粪，可以幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出壓力平衡、溫度平衡或者壓力氛改、溫度均平衡的流道系統(tǒng)帐萎，還可對(duì)流道內(nèi)剪切速率和摩擦熱進(jìn)行評(píng)估，如此臊癞，便可避免材料的降解和型腔內(nèi)過高的熔體溫度辐逝。

　　(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绣嫉，從而產(chǎn)生均勻的冷卻黄惭，并由此縮短成型周期，減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力普计。

　　(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)祟俯。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時(shí)間和金錢迂唤。此外五妹，未經(jīng)反復(fù)修模的模具，其壽命也較長革惊。

　　注塑成型

　　注塑者可望在制件成本辞皇、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)骏卿，通過流動(dòng)分析符焊，注塑者便可估定各個(gè)加工參數(shù)的正確值，并確定其變動(dòng)范圍姻僧。會(huì)同模具設(shè)計(jì)者一起观挎，他們可以結(jié)合使用最經(jīng)濟(jì)的加工設(shè)備，設(shè)定最佳的模具方案段化。

　　(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)力最小嘁捷。殘余應(yīng)力通常使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形，甚至發(fā)生失效显熏。

　　(3) 省料和減少過量充男巯　流道和型腔的設(shè)計(jì)采用平衡流動(dòng)，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喘蟆。

　　(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缓升。以減少澆道部分塑料的冷卻時(shí)間，從而縮短整個(gè)注射成型的時(shí)間蕴轨，以及減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積港谊。

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