隨著現(xiàn)代模具交貨期短替独，質(zhì)量要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)的需求鞠撑。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)基本上依據(jù)設(shè)計(jì)人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)衬蚤，但由于塑料制品的多樣性、復(fù)雜性和設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的局限性还幅，往往是模具設(shè)計(jì)加工完成以后砌纸，需要不斷地試模與修模才能正式投入生產(chǎn)，有時(shí)可能由于無(wú)法挽回的一點(diǎn)失誤使得整個(gè)設(shè)計(jì)報(bào)廢挠氛，導(dǎo)致了模具設(shè)計(jì)與制造成本高民议，效率低。注塑模具CAD/CAM/CAE技術(shù)已經(jīng)成熟淡榕，它的發(fā)展和應(yīng)用使模具設(shè)計(jì)迂腔、加工的成本大大降低钟牛，效率則成倍提高。Moldflow是一款專門(mén)針對(duì)模具設(shè)計(jì)和塑料成型的CAE軟件膝擂，是目前塑料模具分析領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者虑啤，它不僅能夠模擬分析熱塑性塑料熔體進(jìn)入模具的流動(dòng)過(guò)程，而且可以對(duì)塑料的澆口位置架馋、壓力分布狞山、冷卻過(guò)程以及注塑工藝條件等進(jìn)行模擬分析，協(xié)助設(shè)計(jì)人員及早發(fā)現(xiàn)模具和成型質(zhì)量方面存在的問(wèn)題叉寂，從而可以敏捷地修改設(shè)計(jì)方案铣墨，有效的降低成本，縮短周期办绝。本文就以名片盒體為例，介紹Moldflow在塑料模具設(shè)計(jì)中的使用方法姚淆。

　　MoldFlow軟件簡(jiǎn)介

　　MoldFlow 軟件是美國(guó)MOLDFLOW 公司的產(chǎn)品,該公司自1976 年發(fā)行了世界上第一套塑料注塑成型流動(dòng)分析軟件以來(lái),一直主導(dǎo)塑料成型CAE 軟件市場(chǎng)孕蝉。2000 年2月，MOLDFLOW 公司收購(gòu)了另一個(gè)世界著名的塑料成型分析軟件C – MOLD腌逢，二者結(jié)合降淮，使得Moldflow為注塑成型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供了更有效的解決方案。

　　1.1 MoldFlow軟件構(gòu)成

　　Moldflow軟件主要由MPA (MoldFlow Plastics Advisers產(chǎn)品優(yōu)化顧問(wèn)) 缓冷、MPI (MoldFlow Plastics Insight注塑成型模擬分析) 铝三、MPX (MoldFlow Plastics Expert注塑成型過(guò)程控制專家) 三部分構(gòu)成，有以下幾個(gè)模塊：

　　模型輸入與修復(fù)：MoldFlow軟件可以直接讀取其它CAD模型即倦，基于中心面的分析還可運(yùn)用MPI軟件的造型功能完成羹浪。模型輸入后，軟件提供了多種修復(fù)工具疚线，以生成既能得到準(zhǔn)確結(jié)果雀司，又能減少分析時(shí)間的網(wǎng)格；

　　塑料材料與注塑機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)庫(kù)包含超過(guò)7 500種塑料材料的詳細(xì)數(shù)據(jù)和290種商用注塑機(jī)的運(yùn)行參數(shù)背渤；

　　流動(dòng)分析：分析塑料在模具中的流動(dòng)奉念，并且優(yōu)化模腔的布局、材料的選擇熊骆、填充和保壓的工藝參數(shù)鹿竭；

　　冷卻分析：分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響，優(yōu)化冷卻管道的布局和工作條件纳倚，與流動(dòng)分析相結(jié)合胜溢，可以得到完美的動(dòng)態(tài)注塑過(guò)程；

　　翹曲分析：分析整個(gè)塑件的翹曲變形常侣，同時(shí)指出產(chǎn)生翹曲的主要原因以及相應(yīng)的改進(jìn)措施蜡饵；

　　纖維填充取向分析：MPI軟件模塊使用一系列集成的分析工具來(lái)優(yōu)化和預(yù)測(cè)整個(gè)注塑過(guò)程的纖維取向弹渔，使其分布合理；

　　優(yōu)化注塑工藝參數(shù)：根據(jù)給定的模具溯祸、注塑機(jī)肢专、塑件材料等參數(shù)以及流動(dòng)分析結(jié)果自動(dòng)產(chǎn)生控制注塑機(jī)的填充保壓曲線，從而免除了在試模時(shí)對(duì)注塑機(jī)參數(shù)的反復(fù)調(diào)試焦辅；

　　結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析：分析塑件在受外界載荷情況下的機(jī)械性能博杖，在考慮注塑工藝的條件下，優(yōu)化塑件的強(qiáng)度和剛度筷登；

　　確定合理的塑料收縮率：MPI通過(guò)流動(dòng)分析結(jié)果確定合理的塑料收縮率剃根，保證模腔的尺寸在允許的公差范圍內(nèi)；

　　氣體輔助成型分析：模擬氣體輔助注射成型過(guò)程前方，對(duì)整個(gè)成型過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化狈醉；　　

　　特殊注塑成型過(guò)程分析：MPI可以模擬共注射、反應(yīng)注射惠险、微芯片封裝等特殊的注射成型過(guò)程苗傅，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化；

　　1.2 Moldflow軟件在注塑模設(shè)計(jì)中的主要作用

　　優(yōu)化塑料制品：運(yùn)用MF軟件燎拟，可以得到制品的實(shí)際最小壁厚靶疟，優(yōu)化制品結(jié)構(gòu)，降低材料成本,縮短生產(chǎn)周期享秒，保證制品能全部充滿脂桂；

　　優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)：運(yùn)用MF軟件，可以得到最佳的澆口數(shù)量與位置蛆古，合理的流道系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng),并對(duì)型腔尺寸港驶、澆口尺寸、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)尺寸進(jìn)行優(yōu)化舔伴，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試模泊嗤、修模，大大提高模具質(zhì)量颈冶，減少修模次數(shù)垮袭；

　　優(yōu)化注射工藝參數(shù)：運(yùn)用MF軟件，可以確定最佳的注射壓力摆抑、保壓壓力转砖、鎖模力、模具溫度鲸伴、熔體溫度府蔗、注射時(shí)間、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間汞窗，以注塑出最佳的塑料制品姓赤。

　　MoldFlow應(yīng)用實(shí)例

　　以名片盒體為例赡译，說(shuō)明Moldflow/MPI在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。制品的三維圖如圖1所示不铆，名片盒體外觀有要求蝌焚，材料為PP，厚度為0.8 mm∈某猓現(xiàn)對(duì)制品在設(shè)計(jì)模具時(shí)采用Moldflow軟件進(jìn)行CAE 分析只洒。

　　2.1建立分析模型

　　初始模型采用Pro/E建模，通過(guò)STL文件格式導(dǎo)入Moldflow劳坑，然后利用Moldflow中的Mesh工具對(duì)導(dǎo)入的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格化分毕谴。分析中采用中性面網(wǎng)格，網(wǎng)格化分后距芬，根據(jù)網(wǎng)格信息統(tǒng)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行診斷霉尊，發(fā)現(xiàn)不合理的網(wǎng)格用Mesh Too網(wǎng)格工具對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行修改，直到網(wǎng)格診斷合理珍催。最終得到合理的名片盒體3D實(shí)體模型的有限元網(wǎng)格模型垛夷，該合理的限元分析模型有4668個(gè)三角形單元和2334個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，完全重疊單元個(gè)數(shù)0叔人，三角形單元的縱橫比極大值為4.56，小于6阿席，具有較好的精確性伍奏。

　　2.2.澆口位置分析

　　在用Moldflow進(jìn)行CAE 分析時(shí)，先進(jìn)行澆口最佳位置分析菠吟，因?yàn)槠渌姆治龆家笤O(shè)置澆口位置肿蚂。本文采用Moldflow軟件根據(jù)所選擇的材料得到推薦的成型工藝條件，制品的成型工藝條件為：模溫50℃煮卢、熔體溫度為230℃措找、開(kāi)模時(shí)間5s，注塑保壓冷卻時(shí)間總和為25s争造，填充控制蝗羊、速度/壓力控制轉(zhuǎn)換為自動(dòng)設(shè)置，保壓控制為填充壓力與時(shí)間關(guān)系仁锯，采用默認(rèn)值耀找，澆口最佳位置分析結(jié)果，最佳的澆口位置在節(jié)點(diǎn)N244處业崖，根據(jù)分析結(jié)果和制品要求一模兩腔野芒，因此可以將澆口設(shè)置在名片盒體的側(cè)邊中央。

　　2.3 制件的填充—冷卻—流動(dòng)—翹曲分析

　　根據(jù)前面澆口位置分析結(jié)果双炕，開(kāi)設(shè)好澆注系統(tǒng)和冷卻水道狞悲，設(shè)定好成型工藝條件撮抓，進(jìn)行填充－冷卻－流動(dòng)－翹曲分析。分析結(jié)果如下：

　　填充順序和時(shí)間摇锋，總的填充時(shí)間為1002s丹拯，填充過(guò)程可能出現(xiàn)氣穴得的地方上的紫色標(biāo)示處。

　　制件的冷卻方案和溫度分布乱投，符合要求咽笼。

　　成型過(guò)程中的保壓曲線，如圖7所示卤檐，防止過(guò)保壓僚魁，可以根據(jù)圖中曲線，選取保壓壓力65MPa迟铺。

　　制品的翹曲情況如圖8所示视樱，制品的收縮率為0.0308%～ 0.3720%，制件的翹曲變形最小為0.0164mm舅狭，最大為0.3858mm哼曙，雖然，有的區(qū)域翹曲變形較大秸严，但是由于名片盒體的質(zhì)量要求不高液互，并且在名片盒體的棱角處，能滿足名片盒體的使用要求恍肢。

　　用Moldflow進(jìn)行CAE分析時(shí)匈歼，還可以得到其它非常重要的一些信息，如熔接線分摧辣、纖維取向等飞校，這些都將對(duì)優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)非常有幫助，這些信息使模具設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段就找出未來(lái)產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷,提高一次試模的成功率旨袒，這里不作一一介紹汁针。

　　結(jié)論

　　通過(guò)用Moldflow/MPI填充冷卻流動(dòng)分析，指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行模具設(shè)計(jì)砚尽，可以幫助設(shè)計(jì)人員及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題施无，改進(jìn)模具設(shè)計(jì)，大大地減小了試模的次數(shù)必孤，從而縮短了生產(chǎn)周期帆精，降低生產(chǎn)成本。Moldflow在注塑模具設(shè)計(jì)與制造中推廣隧魄，將大大縮短模具開(kāi)發(fā)周期卓练，降低成本，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益.

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