模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1、CAE模流分析 CAE模流分析模流分析結(jié)果模流分析結(jié)果充填充填分析分析流動波前分布流動波前分布保壓分析保壓分析保壓壓力分布保壓壓力分布保壓溫度分布保壓溫度分布固化層厚度比例固化層厚度比例體積收縮率分布體積收縮率分布冷卻分析冷卻分析冷卻模溫分布冷卻模溫分布模溫差模溫差翹曲分析翹曲分析X方向位移量分布方向位移量分布Y方向位移量分布方向位移量分布Z方向位移量分布方向位移量分布總位移總位移案例背景資料案例背景資料長度長度 : 228 mm寬度寬度 : 320 mm高高度度 : 75mm產(chǎn)品體積產(chǎn)品體積 : 26cc塑料材料塑料材料塑料種類塑料種類 : PA765A塑料名稱塑料名稱 :ABS PA765

2、A CHI-MEI成型條件成型條件射出時間：射出時間：3Sec塑料溫度：塑料溫度：230 模具溫度：模具溫度：70 CAE模流分析網(wǎng)格模型網(wǎng)格類型：網(wǎng)格類型：Shell網(wǎng)格總數(shù)網(wǎng)格總數(shù) = 16,177內(nèi)存需求內(nèi)存需求充填充填保壓分析保壓分析 = 54(MB)翹曲分析翹曲分析 = 12(MB)計算機計算所需時間計算機計算所需時間流動流動/保壓分析保壓分析 =35 (min)冷卻分析冷卻分析 = 39 (sec)翹曲分析翹曲分析 = 6(min)計算機規(guī)格計算機規(guī)格Intel Celeron 2.8GHzRAM 2GBCAE模流分析材料特性黏度(viscosity) 流體流動阻力的度量。黏度越高

3、，流動阻力越大，流動越困難。對一般熱塑性塑料，黏度是塑料成分、溫度、壓力及剪切率的函數(shù)。就溫度效應(yīng)而言，熱塑性塑料的黏度一般隨溫度升高而有降低的情形。就剪切率(shear rate)的效應(yīng)而言，剪切率越高，代表加工變形速率越大，由于高分子鏈被排向的結(jié)果，使大部份的塑料具有黏度隨剪切率升高而下降的切變致稀性(shear-thinning)。pvT關(guān)系(pvT Relationship) 塑料的比容或密度是相狀態(tài)、溫度、壓力等的函數(shù)，一般而言可利用狀態(tài)方程式(state equation)或PVT方程式加以定量化。一但模式參數(shù)由實驗取得，代入此類半經(jīng)驗方程式中即可求得塑料在某一溫度壓力下的比容或密

4、度值。CAE模流分析材料特性比熱(Heat Capacity) 欲將單位塑料溫度提高一度所需的熱量，是塑料溫度容易改變與否的度量。比熱越高，塑料溫度越不容易變化，反之亦然。熱傳導(dǎo)系數(shù)(Thermal Conduction) 塑料熱傳導(dǎo)(thermal conduction)特性的度量。熱傳導(dǎo)系數(shù)越高，熱傳導(dǎo)效果越佳，塑料于加工過程中溫度傾向均勻，較不會因熱量局部堆積而有熱點(hot spot)產(chǎn)生。熱傳導(dǎo)系數(shù)及比熱攸關(guān)塑料之熱傳、冷卻性質(zhì)，亦影響到冷卻時間長短。CAE模流分析成型條件70%70%70%CAE模流分析流道配置冷流道：冷流道： 69.8長度：長度：78 mm冷流道：冷流道： 8長度

5、：長度：125mm冷流道：冷流道： 3.512.4長度：長度：159 mmCAE模流分析水路配置水管直徑：水管直徑： 10冷卻介質(zhì)：水冷冷卻介質(zhì)：水冷CAE模流分析厚度分布主體厚度：主體厚度：3mm厚度：厚度：1.2mmCAE模流分析流動波前 20%45% 由不同范圍的流動波前圖或是流動波前動畫，可看塑料在模穴中各時刻的充填情形，可預(yù)測縫合線及包由不同范圍的流動波前圖或是流動波前動畫，可看塑料在模穴中各時刻的充填情形，可預(yù)測縫合線及包封位置，且可判斷是否會有短射現(xiàn)象發(fā)生，提供排氣孔位置安排等參考。封位置，且可判斷是否會有短射現(xiàn)象發(fā)生，提供排氣孔位置安排等參考。CAE模流分析流動波前 66% 由

6、不同范圍的流動波前圖或是流動波前動畫，可看塑料在模穴中各時刻的充填情形，可預(yù)測縫合線及包由不同范圍的流動波前圖或是流動波前動畫，可看塑料在模穴中各時刻的充填情形，可預(yù)測縫合線及包封位置，且可判斷是否會有短射現(xiàn)象發(fā)生，提供排氣孔位置安排等參考。封位置，且可判斷是否會有短射現(xiàn)象發(fā)生，提供排氣孔位置安排等參考。肋條厚度：肋條厚度：1.2mm在充填在充填66%時，時，B處波前已明顯落后于處波前已明顯落后于A處處ABCAE模流分析流動波前 80%95% 由不同范圍的流動波前圖或是流動波前動畫，可看塑料在模穴中各時刻的充填情形，可預(yù)測縫合線及由不同范圍的流動波前圖或是流動波前動畫，可看塑料在模穴中各時刻的

7、充填情形，可預(yù)測縫合線及包封位置，且可判斷是否會有短射現(xiàn)象發(fā)生，提供排氣孔位置安排等參考。包封位置，且可判斷是否會有短射現(xiàn)象發(fā)生，提供排氣孔位置安排等參考。CAE模流分析流動波前 99% 由不同范圍的流動波前圖或是流動波前動畫，可看塑料在模穴中各時刻的充填情形，可預(yù)測縫合線及包由不同范圍的流動波前圖或是流動波前動畫，可看塑料在模穴中各時刻的充填情形，可預(yù)測縫合線及包封位置，且可判斷是否會有短射現(xiàn)象發(fā)生，提供排氣孔位置安排等參考。封位置，且可判斷是否會有短射現(xiàn)象發(fā)生，提供排氣孔位置安排等參考。在充填在充填99%時，兩股對撞的溶膠在此相匯將可能造成熔接時，兩股對撞的溶膠在此相匯將可能造成熔接線。從

8、流動波前溫度分布可見該處在兩股熔膠相匯時，波線。從流動波前溫度分布可見該處在兩股熔膠相匯時，波前溫度為前溫度為223，所以熔接線問題并不明顯。，所以熔接線問題并不明顯。CAE模流分析流動波前動畫ICAE模流分析流動波前動畫IICAE模流分析保壓分析/壓力分布保壓結(jié)束時，進澆口壓力為保壓結(jié)束時，進澆口壓力為105MPa，產(chǎn)品壓力分布在產(chǎn)品壓力分布在7383MPa之間，壓力之間，壓力傳遞較均勻。傳遞較均勻。顯示保結(jié)束瞬間各處的壓力值，由流道至流動末端漸減，最大壓力值可提供射出機之鎖模力值。壓力分布顯示保結(jié)束瞬間各處的壓力值，由流道至流動末端漸減，最大壓力值可提供射出機之鎖模力值。壓力分布是否均勻？

9、顯示壓力傳遞效果。評估模具中肉厚及溫度對于壓力分布及損耗的影響。是否均勻？顯示壓力傳遞效果。評估模具中肉厚及溫度對于壓力分布及損耗的影響。CAE模流分析保壓分析/中心溫度分布以不同顏色顯示保壓結(jié)束瞬間，塑件肉厚方向中心層的溫度分布情形。一般而言，在充填過程肉厚中心溫以不同顏色顯示保壓結(jié)束瞬間，塑件肉厚方向中心層的溫度分布情形。一般而言，在充填過程肉厚中心溫度為肉厚方向最高溫區(qū)域，此源于熱塑料不斷填入，對流度為肉厚方向最高溫區(qū)域，此源于熱塑料不斷填入，對流(convection)效應(yīng)使溫度保持高溫，且塑料熱傳效應(yīng)使溫度保持高溫，且塑料熱傳導(dǎo)性甚差，不易散熱之故。若有黏滯加熱導(dǎo)性甚差，不易散熱之故

10、。若有黏滯加熱(viscous heating)現(xiàn)象則否現(xiàn)象則否 。熱塑料在進入產(chǎn)品時遇到肉厚相對主體較薄處，中熱塑料在進入產(chǎn)品時遇到肉厚相對主體較薄處，中間部分流動阻力相對藍色箭頭所示路線大。由于熱間部分流動阻力相對藍色箭頭所示路線大。由于熱塑料的不斷填入，使產(chǎn)品中間部分保持高溫，從流塑料的不斷填入，使產(chǎn)品中間部分保持高溫，從流動波前可見該處明顯領(lǐng)先。動波前可見該處明顯領(lǐng)先。厚度較薄處：厚度較薄處：1.1mmCAE模流分析保壓分析/固化層厚度比例顯示冷卻結(jié)束瞬間塑件的固化層厚度占總厚度之百分比，若冷卻時間夠長顯示冷卻結(jié)束瞬間塑件的固化層厚度占總厚度之百分比，若冷卻時間夠長,此分布應(yīng)趨近于此分

11、布應(yīng)趨近于100%該圖為保壓結(jié)束時，澆口附近區(qū)域厚度層方向溫度該圖為保壓結(jié)束時，澆口附近區(qū)域厚度層方向溫度分布，可見保壓結(jié)束時澆口附近區(qū)域尚未固化，保分布，可見保壓結(jié)束時澆口附近區(qū)域尚未固化，保壓時間上可適當延長。壓時間上可適當延長。CAE模流分析保壓分析 / 體積收縮率顯示塑件自充填顯示塑件自充填/ /保壓結(jié)束冷卻至室溫常壓時的體積收縮率值，提供成形條件其保壓效果及翹曲變形等之參考。正保壓結(jié)束冷卻至室溫常壓時的體積收縮率值，提供成形條件其保壓效果及翹曲變形等之參考。正值代表收縮，負值代表塑件膨脹，往往發(fā)生在壓力設(shè)定過高或塑件太薄的情形。此值越小代表產(chǎn)品收縮量越小值代表收縮，負值代表塑件膨脹，

12、往往發(fā)生在壓力設(shè)定過高或塑件太薄的情形。此值越小代表產(chǎn)品收縮量越小; ;若若分布不均，產(chǎn)品易造成翹曲變形。分布不均，產(chǎn)品易造成翹曲變形。整體體積收縮率在整體體積收縮率在0.1%1.4%,產(chǎn)品中間位置收縮量較大產(chǎn)品中間位置收縮量較大CAE模流分析冷卻分析 / 模溫分布在射出成型加工過程中的周期平均在射出成型加工過程中的周期平均(cycle-averaged)溫度分布。由于在成型過程中模溫與料溫會隨時間而溫度分布。由于在成型過程中模溫與料溫會隨時間而變，周期平均代表取整個成型周期過程中的平均值。變，周期平均代表取整個成型周期過程中的平均值。母模面溫度分布約 43 69oC公模面溫度分布約 46 8

13、3oC公模有積熱現(xiàn)象公模有積熱現(xiàn)象CAE模流分析冷卻分析 / 模溫差指塑件上下兩面的周期平均模溫溫度差，一般而言此值應(yīng)越低越好以降低模溫差指塑件上下兩面的周期平均模溫溫度差，一般而言此值應(yīng)越低越好以降低模溫差,避免因冷卻不均造成的避免因冷卻不均造成的熱應(yīng)力與翹曲變形，精密成形一般模溫差值應(yīng)控制在熱應(yīng)力與翹曲變形，精密成形一般模溫差值應(yīng)控制在 5 oC之內(nèi)。之內(nèi)。模溫差約 0 34oCCAE模流分析翹曲分析 / X 軸向變形量代表總位移在代表總位移在X方向的位移分量分布，此分布綜合了成形過程中的所有效應(yīng)，此分布值乃相對于網(wǎng)格模型方向的位移分量分布，此分布綜合了成形過程中的所有效應(yīng)，此分布值乃相對

14、于網(wǎng)格模型原點。原點。變形趨勢放大變形趨勢放大10倍倍+XX方向位移量分布約為方向位移量分布約為:-0.48mm0.47mmCAE模流分析翹曲分析 / Y 軸向變形量代表總位移在代表總位移在Y方向的位移分量分布，此分布綜合了成形過程中的所有效應(yīng)，此分布值乃相對于網(wǎng)格模型方向的位移分量分布，此分布綜合了成形過程中的所有效應(yīng)，此分布值乃相對于網(wǎng)格模型原點。原點。+YY方向位移量分布約為方向位移量分布約為:-1.8mm1.5mm變形趨勢放大變形趨勢放大10倍倍CAE模流分析翹曲分析 / Z 軸向變形量代表總位移在代表總位移在Z方向的位移分量分布，此分布綜合了成形過程中的所有效應(yīng)，此分布值乃相對于網(wǎng)格模型方向的位移分量分布，