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第五章 模流分析过程

第五章 模流分析过程. 5.1 Moldflow 分析中参数的设定 5.2 浇注系统设计及分析 5.3 构建浇注系统案例 5.4 流道平衡分析. 5.1 Moldflow 分析中参数的设定. 5.1.1 成型条件的设定 5.1.2 材料的选择 5.1.3 分析序列选择. 5.1.1 成型条件的设定. 4. 5.1.1 成型条件的设定. 5.1.1 成型条件的设定. 5.1.1 成型条件的设定. 5.1.1 成型条件的设定. 注射成型 机. 注射机选择细节设定 机器锁模力 : 若 分析超过默认值 则 会提出警告

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第五章 模流分析过程

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Presentation Transcript

  1. 第五章 模流分析过程 5.1 Moldflow分析中参数的设定 5.2 浇注系统设计及分析 5.3 构建浇注系统案例 5.4 流道平衡分析

  2. 5.1 Moldflow分析中参数的设定 5.1.1 成型条件的设定 5.1.2 材料的选择 5.1.3 分析序列选择

  3. 5.1.1 成型条件的设定

  4. 4 5.1.1 成型条件的设定

  5. 5.1.1 成型条件的设定

  6. 5.1.1 成型条件的设定

  7. 5.1.1 成型条件的设定 注射成型机 • 注射机选择细节设定 • 机器锁模力: 若分析超过默认值则会提出警告 • 塑料/液压压力比: 塑料压力在整个周期之设定

  8. 5.1.1 成型条件的设定 注射成型机 • 液体压力: 通常注射压力的10% • 压力切换: 没有典型使用形式但可以用来设限其最高压力 • 模腔压力切换: 如果压力超过设定，自动切换至压力控制 • 保压时间与压力设定 • 注射行程:螺杆在料管里面移动的距离 • 注射率:机器每秒注射塑料体积量 • 螺杆直径:以注射率决定螺杆前进速度

  9. 熔料温度 模具温度 冷却时间: 影响模具冷却 开模时间: 影响模具冷却 5.1.1 成型条件的设定 成形条件

  10. 5.1.2 材料的选择 • 可用材料数据库中储存的任何特性来搜索 • 搜索一种材料基于 • Manufacturer厂商 • Commercial Name商品名 • Filler data 填充物数据，等等

  11. 5.1.2 材料的选择 Viscosity数据 • 显示材料的pressure(压力)、temperature(温度) 和shear rate(剪应率)的关系

  12. 5.1.2 材料的选择 Viscosity数据 • 显示粘度数据来决定合适的粘度模型

  13. 5.1.2 材料的选择 • 比较材料 • 指定搜索条件 • 搜索要比较的材料 • 点column的标题来分类搜索的结果清单 • 必要时改变搜索条件 • 点Details来查看指定的材料数据

  14. Flow分析所需要的特性 5.1.2 材料的选择 • Thermal 热特性 • Specific heat 比热 • Thermal conductivity 导热性 • Rheological 流变学特性 • Viscosity粘度(Cross-WLF默认模型) • Transition temperature 转化温度 • PVT • Melt Density 熔料密度 • 2-Domain taitPVT 二维图表

  15. 5.1.2 材料的选择 • 机械特性 • Modulus 弹性模量 • Poissonsratio 泊松比 • Coefficient of thermal expansion 热膨胀系数 • 收缩特性 • Corrected residual in-mold stress (CRIMS) 修正残余应力 • 填充物特性 • Type 类型 • Percentage by weight 比重 推荐成型条件 • Mold/melt minimum & maximum temperatures 模温/料温范围 • Maximum shear stress & shear rate 最大剪应力/剪应率 描述 • Commercial name • Manufacturer • Family abbreviation

  16. 5.1.2 材料的选择 创建个人数据库 • 选择工具菜单中的database来创建 • Category：Materials • Type：Thermoplastics material • database以*.udb文件格式储存

  17. 5.1.2 材料的选择 创建个人数据库 • 从Moldflow材料数据库上增加或编辑数据 • 导入材料数据 • MPI：»(*.rax, *.asc) • C-Mold：»(*.2000.udb)

  18. 5.1.2 材料的选择 创建个人数据库 • 新的材料数据，检查数据：从相关网站上可得到有关帮助 • tools和dialogs

  19. 5.1.3 分析序列选择

  20. 5.1.3 分析序列选择 • Fill • Fill + Cool + Flow • Fill + Cool + Flow + Warp • Flow • Flow + Warp • Flow + Warp + Stress • Flow + Cool + Flow • Flow + Cool + Flow + Warp • Flow + Cool + Flow + Warp + Stress • Cool • Cool + Flow • Cool + Flow + Warp • Cool + Flow + Warp + Stress • Stress

  21. 5.1.3 分析序列选择 • Flow + Stress • Cool + Flow + Stress • Flow + Cool + Flow + Stress • OPTIM (Fill) • OPTIM (Flow) • Design Of Experiments (Fill) • Design Of Experiments (Flow) • Molding Window • Gate Location • Runner Balance • Fill + Cool + Flow + Shrink • Flow + Shrink • Cool + Flow + Shrink • Fill + Cool

  22. 5.2 浇注系统设计及分析

  23. 5.2 浇注系统设计及分析 5.2.1 浇口位置设置原则 5.2.2 浇口设置设置考虑因素 5.2.3 浇口类型及要求

  24. 5.2.1浇口位置设置原则 • 浇口的放置可以获得平衡的流动 • 浇口在厚壁区域 • 浇口远离薄壁的区域 • 交口的放置可以获得单向的流动 • 增加必要的浇口以减小注塑压力 • 放置增加浇口后产生包裹 • 使用的模具类型，2 板模还是3 板模 • 热流道还是冷流道？还是两者都有 • 浇口类型：潜浇口还是直浇口或者别的浇口 • 基于产品的功能对浇口位置的限制

  25. 获得平衡的填充 运行一个流动分析的目的是为了获得平衡的填充，但是这并不容易确定。平衡流动是指产品的末端在相同的时间和压力下填充完成。

  26. 产品末端进胶 • 可获得单向的填充路径，实现平衡流动。产生沿产品长度方向的取向 • 可降低产品的翘曲，特别是对于非结晶材料。 • 缺点是填充路径长导致填充压力较大，保压可能会有问题。使用恒定保压时产品的体积收缩会比较大，但可调整保压曲线来克服

  27. 产品中间进胶 料峰在开始时是呈放射状后来转变成直线，且中间的两侧流长太短，容易出现潜流 易导致产品的翘曲，取决于产品所用的材料和结构 中间进浇的方式比较适合于圆形或方形的零件

  28. 两个浇口，均匀的填充长度 • 若需要2个浇口，其位置很关键 • 每个浇口应该尽可能填充相同的长度和体积。 • 该浇口的放置方案不会使产品的中心过保压，这样可以减小产品的翘曲。 • 多浇口导致熔接线。这种浇口布置方案中，熔接线在填充末端形成，

  29. 靠近产品中心的两个浇口 • 2个浇口比较靠近，产品最终的流长比较长。2个浇口间可能由于过保压发生翘曲 • 熔接线的质量要比前面的好。熔接线的形成区域靠近浇口，有较高的温度 • 若熔接线的质量很重要，这种浇口的排布比前面的好

  30. 浇口在厚壁区域 • 浇口在较厚的区域比在较薄的区域有较均匀和较小的体积收缩率。 • 浇口必须放置在较厚的区域有时比产品的流动平衡更重要。特别是对于半结晶结晶的材料，而且产品的缩水痕是主要的质量问题时

  31. 浇口远离薄壁特征 壁厚变化较大时，浇口应该尽可能的离离薄壁区域以避免滞流。 滞流的问题也可以通过增加注射的速度和减少壁厚的变化来减少或避免 壁厚2mm，筋1mm

  32. 获得单向的填充 当料流前锋在填充的过程中没有改变方向时,就不会出现潜流，分子取向和玻纤取向会更加一致，可减小翘曲。适用于大部分的非结晶材料或是带玻纤的材料 因为单向填充通常意味着浇口在产品的末端，他与前面讲的末端进浇有相同的缺点.

  33. 添加必要的浇口以降低压力 • 无浇注系统的填充压力应该小于注塑机最大注塑压力的一半(约70MPa) 。 • 改变浇口的位置来改变产品的填充流长是方法之一 • 若出现了短射或实际流长已经达到最佳效果，而压力还是太高。则应该增加浇口来解决。

  34. 添加浇口以防止过保压 • 单一浇口获得了几乎平衡的填充方式 • 中间的筋板靠近浇口，由于过保压使其体积收缩小，将导致翘曲 • 可能会使顶出时产生问题

  35. 添加浇口以防止过保压 • 增加一个浇口使得筋板的填充在整个填充的末端 双浇口，避免过保压

  36. 5.2.2 浇口设置设置考虑因素 • 是两板模还是三板模？ • 是热流道还是冷流道，或者是两者都有？ • 希望什么类型的浇口 • 基于产品的设计，对浇口的位置有什么限制 • 型腔的排布对浇口位置有限制么 • 模具上的滑块或斜顶是否限制了浇口位置 多数情况下，实际浇口位置由于设计的限制不可能在分析的最佳位置上，应尽可能选择接近最佳浇口的位置区域做为浇口位置，再运行流动分析来帮助判断所选择的浇口位置是否可以被接受

  37. 5.2.3 浇口类型及要求

  38. 浇口型式 • 自动剪除 • Submarine潜伏式浇口 • Cashew牛角式浇口 • Pin针点浇口 • Hot drop热流道浇口 • Valve阀浇口 手工剪除 • Edge侧浇口 • Tab搭接浇口 • Sprue直浇口 • Diaphragm膜式浇口 • Ring环状浇口 • Fan扇形浇口 • Flash膜片浇口

  39. 侧浇口 • 最常用的手工剪除的浇口 • 一般厚度为产品壁厚的50%到75% • 可以是等厚度或锥形厚度 • 以两个节点的beam element建构

  40. 搭接浇口 • 与侧浇口相似 • 与产品相接的浇口部分变为搭接状 • 用来降低产品里的剪切应力：以搭接状减缓应力

  41. 直浇口 • 流道直接连到产品上 • 其大小由注道的大小决定 • 以beam element建构 • 有大而明显的浇口痕迹

  42. 膜式浇口 梁单元 三角形单元 • 以膜式浇口作为圆柱状产品的内径 • 通常有一段薄的区域与产品相连 • 以shell elements建构 • 浇口裙边上需大于3 行单元，以保准确。最快凝固和可能迟滞的地方都在浇口裙边上 • 浇口可以做为产品的一部分直接导入MPI 里，也可以在MPI 里进行构建(MPI 里构建可更好控制网格密度)

  43. 环状浇口 • 膜状并位于产品的外侧 • 不推荐使用：很难得到均一的流动 • 以beams或shells建构

  44. 扇形浇口 • 很宽的侧浇口 • 可获得一个平缓的流动波前来进入产品（平衡流动） • 一般以beams或shells建构

  45. 膜片浇口 • 与环状浇口和扇形浇口相似 • 设计来获得一个平缓的流动波前进入产品：其实难以获得 • 不推荐使用 • 以beams或shells建构

  46. 潜伏式浇口 • 在分模线下与产品相交的圆锥状浇口 • 很常用 • 一般小端直径为相接产品厚度的25%到75%

  47. 牛角式浇口 • 弯曲状的隧道浇口 • 很难加工 • 可能存在维护问题

  48. 针点浇口 • 使用在三板模上 • 入口很小 • 以beams建构 • 一般入口直径为0.25到1.5 mm

  49. 流体通道 浇口可依热流道的形式和用法而变宽 热流道浇口 • 直接传送热熔塑料到模腔中 • 浇口形式和大小依赖于热流道的形式 • 入口尺寸可能是很关键的，所以喷嘴不能流口水 • 以beams建构

  50. 阀浇口 • 与一般热流道浇口相似，但浇口入口以一根阀针来封闭住 • 在循环周期中阀针可能开闭好几次 • 以beams建构

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