目前鱼催,世界塑料成型CAE軟件市場由美國上市公司Moldflow公司主導稽寒,該公司是專業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司侣背,自1976年發(fā)行了世界上第一套流動分析軟件以來卸留,一直在此領域居領先地位走越。利用CAE技術可以在模具加工前,在計算機上對整個注塑成型過程進行模擬分析耻瑟,準確預測熔體的填充旨指、保壓、冷卻情況溃墨,以及制品中的應力分布抽雇、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況烙损,以便設計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題亏铭,及時修改制件和模具設計,而不是等到試模以后再返修模具诺订。這不僅是對傳統(tǒng)模具設計方法的一次突破闰纪,而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質量和降低成本等马榆,都有著重大的技術經(jīng)濟意義畴瓜。
在今天啃碗,塑料模具的設計不但要采用CAD技術,而且還要采用CAE技術轨充。這是發(fā)展的必然趨勢荞看。注塑成型分兩個階段,即開發(fā)/設計階段(包括產(chǎn)品設計蜂筹、模具設計和模具制造)和生產(chǎn)階段(包括購買材料需纳、試模和成型)。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前艺挪,由于設計人員憑經(jīng)驗與直覺設計模具不翩,模具裝配完畢后,通常需要幾次試模麻裳,發(fā)現(xiàn)問題后口蝠,不僅需要重新設置工藝參數(shù),甚至還需要修改塑料制品和模具設計津坑,這勢必增加生產(chǎn)成本妙蔗,延長產(chǎn)品開發(fā)周期。采用CAE技術疆瑰,可以完全代替試模眉反,CAE技術提供了從制品設計到生產(chǎn)的完整解決方案,在模具制造之前乃摹,預測塑料熔體在型腔中的整個成型過程禁漓,幫助研判潛在的問題,有效地防止問題發(fā)生踪觉,大大縮短了開發(fā)周期泳寥,降低生產(chǎn)成本。
近年來撕第,CAE技術在注塑成型領域中的重要性日益增大疹神,采用CAE技術可以全面解決注塑成型過程中出現(xiàn)的問題。CAE分析技術能成功地應用于三組不同的生產(chǎn)過程抓深,即制品設計掀尊、模具設計和注塑成型。三方面的應用分述如下:
1斟记、制品設計
制品設計者能用流動分析解決下列問題:
(1) 制品能否全部注滿 這一古老的問題仍為許多制品設計人員所注目玩猿,尤其是大型制件,如蓋子盈械、容器和家具等魄恭。
(2) 制件實際最小壁厚 如能使用薄壁制件,就能大大降低制件的材料成本。減小壁厚還可大大降低制件的循環(huán)時間揣褂,從而提高生產(chǎn)效率愤厦,降低塑件成本。
(3)澆口位置是否合適 采用CAE分析可使產(chǎn)品設計者在設計時具有充分的選擇澆口位置的余地嘴纺,確保設計的審美特性败晴。
2、模具設計和制造
CAE分析可在以下諸方面輔助設計者和制造者栽渴,以得到良好的模具設計:
(1) 良好的充填形式 對于任何的注塑成型來說尖坤,最重要的是控制充填的方式,以使塑件的成型可靠闲擦、經(jīng)濟糖驴。
單向充填是一種好的注塑方式,它可以提高塑件內部分子單向和穩(wěn)定的取向性佛致。這種填充形式有助于避免因不同的分子取向所導致的翹曲變形。
(2)最佳澆口位置與澆口數(shù)量 為了對充填方式進行控制辙谜,模具設計者必須選擇能夠實現(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量俺榆,CAE分析可使設計者有多種澆口位置的選擇方案并對其影響作出評價。
(3)流道系統(tǒng)的優(yōu)化設計 實際的模具設計往往要反復權衡各種因素装哆,盡量使設計方案盡善盡美罐脊。通過流動分析,可以幫助設計者設計出壓力平衡昆秩、溫度平衡或者壓力萎雁、溫度均平衡的流道系統(tǒng),還可對流道內剪切速率和摩擦熱進行評估聂帜,如此您眉,便可避免材料的降解和型腔內過高的熔體溫度。
(4)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設計 通過分析冷卻系統(tǒng)對流動過程的影響涡趟,優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件林皇,從而產(chǎn)生均勻的冷卻,并由此縮短成型周期呼泪,減少產(chǎn)品成型后的內應力妓付。
(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。反復地試模宗窗、修模要耗損大量的時間和金錢滚胎。此外,未經(jīng)反復修模的模具蛮埋,其壽命也較長田搏。
3、注塑成型
注塑者可望在制件成本、質量和可加工性方面得到CAE技術的幫助:
(1) 更加寬廣更加穩(wěn)定的加工裕度流動分析對熔體溫度径密、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個目標趨勢午阵,通過流動分析,注塑者便可估定各個加工參數(shù)的正確值享扔,并確定其變動范圍底桂。會同模具設計者一起,他們可以結合使用最經(jīng)濟的加工設備惧眠,設定最佳的模具方案籽懦。
(2) 減小塑件應力和翹曲 選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應力最小。殘余應力通常使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形氛魁,甚至發(fā)生失效暮顺。
(3) 省料和減少過量充模 流道和型腔的設計采用平衡流動秀存,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捶码。
(4)最小的流道尺寸和回用料成本 流動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間或链,從而縮短整個注射成型的時間惫恼,以及減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積。
盡管CAE技術有如此多的優(yōu)點嚎衡,是技術發(fā)展的必然趨勢垃燃,但是目前在我國CAE軟件,尤其是國產(chǎn)的CAE軟件卻和者蓋寡漓荞。原因何在呢介然?我國著名塑料成型CAE軟件專家、華中科技大學材料學院院長拟卢、模具技術國家重點實驗室教授李德群指出:塑料企業(yè)對CAE軟件普遍不重視盗晨,很少有企業(yè)主動采用〗噬可以說兔阿,國產(chǎn)CAE軟件的市場阻力非常大,堅持自己的品牌做下來很不容易少煮。
1蜕逾、企業(yè)觀念落后
CAE軟件我們從來不用!我們只用制造模具使用的繪圖和數(shù)控加工軟件做模具就夠了竿丙。類似的回答在中小模具廠中十之八九挑庶。
其實,對塑料模具廠家來說软能,僅僅使用制造模具用的繪圖和數(shù)控加工軟件是遠遠不夠的迎捺。因為通過塑料成型CAE軟件分析举畸,可以在模具設計已完成、還沒開始制造時凳枝,就提前對設計好的模具進行模擬分析抄沮,及時糾正模具的設計缺陷。
因此使用CAE軟件對模具廠家來說是減少壞模岖瑰、降低生產(chǎn)成本的重要手段叛买,這種預先模擬檢測的方法在國外十分普及。
中國模具工業(yè)協(xié)會副秘書長周永泰認為蹋订,現(xiàn)在國內確實存在CAE軟件應用不廣的現(xiàn)象率挣。這是由于國內塑料模具企業(yè)普遍存在憑經(jīng)驗生產(chǎn)的現(xiàn)象,往往是通過反復試模來修改模具露戒。其實這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅成本高椒功,而且不精確。
2趋肖、市場推廣乏力
有關專家認為硫舞,國內企業(yè)不愛用CAE軟件,這與CAE軟件宣傳力度小乍询、企業(yè)認識不到使用CAE軟件的經(jīng)濟利益有關俗齿。因此,國產(chǎn)CAE軟件應當向國外企業(yè)學習泳嵌,加大宣傳力度,并適當做些培訓猾灰,使模具企業(yè)充分感受到CAE軟件的好處膊抄,這樣有利于提高市場份額。
但國產(chǎn)CAE軟件企業(yè)自有難處萌小,國產(chǎn)CAE軟件幾乎全部為政府立項膛逞,依托在各個大學和研究院所中,靠國家撥款進行研發(fā)狱心。華塑CAE軟件就是一個典型蟹幔。華塑CAE軟件原先只有一個4人研發(fā)小組,軟件研發(fā)成功后音诫,算是立項成功惨奕,國家撥款自然減少。而軟件又不同其他產(chǎn)品竭钝,要較快地更新升級梨撞,因此后期研發(fā)經(jīng)費也很巨大。有限的人力和資金既要用于研發(fā)香罐,又要市場推廣卧波,困難可想而知时肿。
據(jù)了解,美國Modelflow軟件在國內市場營銷上有龐大的市場開發(fā)資金港粱。他們還建立了Moldflow應用技術培訓體制螃成,將其作為一項技術認證,通過工程人員的認證加強了市場推廣力度查坪。業(yè)內人士希望寸宏,國內也能夠引進這種做法。
3咪惠、盜版軟件猖獗
國內軟件市場普遍存在一種現(xiàn)象:正版的推不動击吱,盜版的很暢銷。CAE軟件也面臨著同樣的問題馁胁。
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