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Moldflow在汽车制造过程中的应用莫来石项城奶茶机标准电容车模Frc

发布时间:2024-01-09 10:45:27 阅读: 来源:软化剂厂家
Moldflow在汽车制造过程中的应用莫来石项城奶茶机标准电容车模Frc

Moldflow在汽车制造过程中的应用

汽车/摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达国家,这一市场占整个模具市场的一半左右。随着汽车工业的向前发展,汽车塑件对模具的要求日渐提高,传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。CAE技术现在已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的辅助工具。本文为我们展示了美国Moldflow公司的注塑成形CAE技术的专业软件Moldflow在汽车产品开发中的应用实例。

汽车用塑料件应用得越来越广泛,比如,保险杠、仪表板、油箱、方向盘等大中型塑料模。据预测到2005年,汽车用塑料件制品只能满足总需求量的50%左右。

与传统的模具设计相比,计算机辅助工程(CAE)技术无论在提高生产率、保证产品质量,还是在降低成本、减轻劳动强度等方面,都具有无可比拟的优越性。美国Moldflow公司是专业从事注塑成形CAE技术软件的咨询公司,作为塑料成形分析软件的创造者,自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来,Moldflow公司一直主导着塑料成形CAE技术软件市场。近几年,在汽车、家电、电子通讯、化工、日用品等领域得到了广泛应用。

CAE技术的作用

CAE技术是在模具加工之前,通过计算机对整个注塑成形过程进行模拟分析。CAE技术能够准确预测出熔体的填充、保压、冷却情况,制品中的应力分布、分子和纤烟煤维取向分布,以及制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具的设计,而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是从国内而言对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量、降低成本等,都有着重大的技术革新和经济意义。因此,塑料模具设计的必然趋势不但要采用CAD技术,而且还要采用CAE技术。

注塑成形分两个阶段,即:开发/设计阶段(包括产品设计、模具设计、模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模、成形)。传统的注塑方法在正式生产前由于设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配完毕后,通常需要几次试模。发现问题时,不仅需要重新设置工艺参数,甚至还需要修改塑料制品和模具设计PacXpert 包装都能稳稳地站立。这势必增加生产成本,延长产品开发周期。

CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案,在模具制造之前,预测塑料熔体在型腔中的整个成形过程,帮助研判潜在的问题,有效地防止问题发生,大大缩短了开发周期,降低生产成本。采用CAE技术,可以完全省略试模步骤。

CAE技术的应用

近年来,CAE技术在注塑成形领域中的重要性日益增加,采用CAE技术可以全面解决注塑成形过程中出现的问题。CAE分析技术能成功地应用于三组不同的生产过程:制品设计、模具设计、注塑成形。

制品设计

制品设计者能用流动分析解决下列问题:

(1)制品能全部注满吗?这一古老的问题仍为许多制品设计人员所注目,尤其是大型制件如盖子、容器、家具等的设计者。

(2)制件实际最小壁厚是多少?如能使用薄壁制件,就能大大降低制件的材料成本。减小壁厚还可大大降低制件的循环时间,从而提高生产效率,降低塑件成本。

(3)浇口位置合适吗?采用CAE分析可使产品设计者在设计时具有充分选择浇口位置的余地,确保设计的审美特性。

模具设计和制造

CAE分析可在以下诸方面辅助设计者和制造者,以期得到良好的模具设计。

(1)良好的充填形式:单向充填是一种好的注塑方式,它可以提高塑件内部分子单向和稳定的取向性。这种填充形式有助于避免因不同的分子取向所导致的翘曲变形。

(2)最佳浇口位置与浇口数量:CAE分析可为设计者提供多种浇口位置的选择方案并对其影响做出评价。

(3)流道系统的优化设计:通过流动分析,可以帮助设计者设计出压力平衡、温度平衡或者 压力、温度均平衡的流道系统,还可对流道内剪切速率和摩擦热进行评估,如此,便可避免材料的降解和型腔内过高的熔体温度。

(4)冷却系统的优化设计:通过分析冷却系统对流动过程的影响,优化冷却管路的布局和工作条件,从而使冷却均匀,并由此缩短成形周期,减少产品成形后的内应力。

(5)减小反修成本:提高模具一次试模成功的可能性是CAE分析的一大优点。

注塑成形

注塑者可望在制件成本、质量和可加工性方面得到CAE技术的帮助。

(1)更加宽广更加稳定的加工:“裕度” 流动分析对熔体温度、模具温度和注射速度等主要注塑加工参数提出一个目标趋势,通过流动分析,注塑者便可估定各个加工参数的正确值,并确定其变动范围。会同模具设计者一起,他们可以结合使用最经济的加工设备,设定最佳的模具方案。

(2)减小塑件应力和7、平均每个月对拉力机进行2次保护翘曲:选择最好的加工参数使塑件残余应力最小。

(3)省料和搓纸轮减少过量充模:流道和型腔的设计采用平衡流动,有助于减少材料的使用和消除因局部过量注射所造成的翘曲变形。

(4)最小的流道尺寸和回用料成本: 流动分析有助于选定最佳的流道尺寸,以减少浇道部分塑料的冷却时间,从而缩短了整个注射成形的时间,减少了变成回收料或者废料的浇道部分塑料的体积。

专业软件Moldflow的应用实例

汽车通风饰罩

采用气体辅助注射成形,要求确定出浇口、气口的位置与数量,预测气体在气道中的穿透情况及工艺参数。

(1) 建模

Moldflow通过图形接口直接读入CAD模型。模型及浇注系统如图1所示,浇注系统初始设计使用一个侧浇口和两个气口位置。

(2)输入工艺条件

最大注射压力为55Mpa,气体注射压力为20Mpa,模温50℃,熔体温度为230℃,延迟时间为2.5s,气道的等效直径为9.6mm,冷却时间 22s。

3)分析计算

图2为熔体流动前峰推进图,通过该图我们可动态看见熔体流动情况,该充填平衡,也可通过该等值线图来判断流动是否均匀,该流动均匀。图3为4.27秒时的塑料表皮层比分布图,此时型腔还没充满,气体开始注入,气体沿着加强筋均匀穿透(分布)。图4为4.91秒时的塑料表皮层比分布图,此时型腔已充满,开始保压,保压压力为气体压力。图5为14.42秒时的塑料表皮层比分布图,此时保压结束,气体停止注入,气体穿透率为3.83%。图6为压力曲线变化图,根据该图可知喷嘴、气口处的压力变化情况。图7为锁模力曲线图。

汽车仪表盘

对于大型模具来说,流动、保压、冷却等各方面参数均需严格控制,否则,稍有不慎,便有可能出现型腔填充不均衡、冷却不均匀、变形及残余应力大等缺陷。通过对流试验设备动过程,冷却过程与保压过程的模拟分析,来优化螺杆速率-位置曲线、保压曲线及冷却系统,并对翘曲变形进行分析计算。

该制品材料为 FERR/PP LPP20BC07HBBK,制品尺寸较大(长1.4m)。原方案采用十个浇口,热流道,如图8所示,图9是冷却系统。原方案充填不平衡,不均匀,压力分布也不均匀,制品表面最大温差为40.30度,温差较高,温度过高的区域,需加强冷却,变形也较大,不能满足尺寸精度要求。通过Moldflow优化螺杆速率_位置曲线、保压曲线、流道系统及冷却系统,得到了理想的充填效果,冷却效果也较好,制品表面温度分布较均匀,温差下降到26.67度,翘曲变形也大大降低了。改进后的流道系统(九个浇口)与冷却系统如图10与11所示。

(end)

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