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田巴、航天毁葱、電子、機械杉女、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用瞻讽，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求熏挎。計算機輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開發(fā)速勇、模具設(shè)計及產(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)計相比障昆，CAE技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率欠慢、保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本盲陨、減輕勞動強度等方面依粮，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軟件和咨詢公司恳岔，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動分析軟件以來党令，一直主導(dǎo)塑料成型CAE軟件市場。近幾年谋粱，在汽車猖等、家電、電子通訊计鹦、化工和日用品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用谎秃。

　　利用CAE技術(shù)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灶鹦，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充弱瞄、保壓、冷卻情況把曼，以及制品中的應(yīng)力分布杨帽、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況嗤军，以便設(shè)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題注盈，及時修改制件和模具設(shè)計，而不是等到試模以后再返修模具叙赚。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計方法的一次突破老客，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等震叮，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義胧砰。

　　塑料模具的設(shè)計不但要采用CAD技術(shù)鳍鸵，而且還要采用CAE技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢尉间。注塑成型分兩個階段偿乖，即開發(fā)/設(shè)計階段（包括產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料乌妒、試模和成型）眉挥。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前朋蚜，由于設(shè)計人員憑經(jīng)驗與直覺設(shè)計模具日频，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模茧滞，發(fā)現(xiàn)問題后浮块，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)計狠劳，這勢必增加生產(chǎn)成本勉瘩，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。采用CAE技術(shù)品隅，可以完全代替試模杀坟，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造之前燃徊，預(yù)測塑料熔體在型腔中的整個成型過程源玉，幫助研判潛在的問題，有效地防止問題發(fā)生厚累，大大縮短了開發(fā)周期炼吴，降低生產(chǎn)成本。

　　近年來疫衩，CAE技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域中的重要性日益增大硅蹦，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。CAE分析技術(shù)能成功地應(yīng)用于三組不同的生產(chǎn)過程闷煤，即制品設(shè)計童芹、模具設(shè)計和注塑成型。

　　制品設(shè)計

　　制品設(shè)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(shè)計人員所注目鲤拿，尤其是大型制件辐脖，如蓋子、容器和家具等皆愉。

　　(2) 制件實際最小壁厚　如能使用薄壁制件嗜价，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)時間幕庐，從而提高生產(chǎn)效率久锥，降低塑件成本家淤。

　　(3)澆口位置是否合適　采用CAE分析可使產(chǎn)品設(shè)計者在設(shè)計時具有充分的選擇澆口位置的余地，確保設(shè)計的審美特性瑟由。

　　模具設(shè)計和制造

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

　　(1) 良好的充填形式　對于任何的注塑成型來說，最重要的是控制充填的方式馍晴，以使塑件的成型可靠坐默、經(jīng)濟。單向充填是一種好的注塑方式驱偿，它可以提高塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性蚜玲。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　為了對充填方式進行控制乓托，模具設(shè)計者必須選擇能夠?qū)崿F(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量结憾，CAE分析可使設(shè)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(shè)計　實際的模具設(shè)計往往要反復(fù)權(quán)衡各種因素剿营，盡量使設(shè)計方案盡善盡美遗赘。通過流動分析，可以幫助設(shè)計者設(shè)計出壓力平衡千绍、溫度平衡或者壓力疾词、溫度均平衡的流道系統(tǒng)，還可對流道內(nèi)剪切速率和摩擦熱進行評估灌旧，如此绑咱，便可避免材料的降解和型腔內(nèi)過高的熔體溫度。

　　(4)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計　通過分析冷卻系統(tǒng)對流動過程的影響节榜，優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件羡玛，從而產(chǎn)生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期宗苍，減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力稼稿。

　　(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(fù)地試模讳窟、修模要耗損大量的時間和金錢让歼。此外，未經(jīng)反復(fù)修模的模具丽啡，其壽命也較長谋右。

　　注塑成型

　　注塑者可望在制件成本、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”　流動分析對熔體溫度补箍、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(biāo)趨勢改执，通過流動分析，注塑者便可估定各個加工參數(shù)的正確值橙缔，并確定其變動范圍拟国。會同模具設(shè)計者一起部竟，他們可以結(jié)合使用最經(jīng)濟的加工設(shè)備，設(shè)定最佳的模具方案排卷。

　　(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)力最小庵无。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)生失效径肖。

　　(3) 省料和減少過量充拿浯粒　流道和型腔的設(shè)計采用平衡流動，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伍愕。

　　(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更践。以減少澆道部分塑料的冷卻時間，從而縮短整個注射成型的時間蜓浦，以及減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積捍农。

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