GEmoldflowGE通用公司模流分析案例注塑行业的超级文献资料塑胶.ppt

1、1,模流分析(Mold Flow)： 模流分析，就是利用现在的CAE软件（Moldflow, C-Mold, Z-Mold等 ），对塑料件的注塑、保压、冷却以及翘曲等工艺过程进行有限元模拟。,有限元分析基本步骤： 前处理： 首先把通过有限元网格，把连续的零件离散化。用有限个容易分析的单元来描述复杂的对象，单元之间通过有限个节点进行连接。 有限元求解： 根据用户设定的边界条件，通过流体力学、热力学以及状态方程等组成的线性方程组进行求解。 后处理： 把有限元求解的数值结果通过等值线、云图以及动画等形象的方式显示出来。 提供分析报告： 把有限分析结果按照客户需求已报告的方式提供给客户。由于有限元分析

2、不可避免的存在一些误差，需要在分析报告中对分析结果进行评估。,模流分析简介,2,模具内熔体的前端不断前移来连接各节点。 熔体不断填充相邻的节点，直到零件上所有的节点都被填充。 熔体和模具接触时会形成一个凝结层。,Moldflow的计算方式,3,Moldflow中的前处理 目前主流的模流分析软件是Moldflow，该软件只接受三角形单元以及四面体单元。 高质量的有限元网格是有限元分析精度的保障。 对于注塑件，在Moldflow主要有以下三种网格划分方式：中性面、双面流、3D实体。,4,网格质量检查： 1）不能存在自由边界。 2）双面流分析，上下表面的网格匹配率必须达到90%。 3）三角形单元的边

3、长比：平均3:1，最大6:1。 4）网格之间没有交叉和重叠。 5）网格的大小。,自由边界,Moldflow网格质量检查报告,不好的有限元网格： 1）影响计算精度。 2）错误的计算结果。 3）计算无法进行。,网格大小对计算精度的影响,5,分析输入定义浇口类型,GM PPC Requirement Gate Type,定义浇口尺寸 定义浇口数量 定义浇口位置,6,分析输入定义流道系统,定义主流道以及分流道的尺寸 在Moldflow中做出流道系统,流道系统,分析输入定义冷却系统,定义冷却系统尺寸 定义冷却液类型 在Moldflow中做出冷却系统,冷却系统,7,分析输入定义注塑参数,8,分析输入定义材

4、料参数,声明： 以下内容是以Darren May的报告为基础。,声明： 以下内容是以Darren May的报告为基础。,9,填充分析-注射/保压切换,注射结束时的压力分布图,注意： 注射、保压切换应该在注射完成95%99%之间。,影响： 如果注射量小于零件体积的95%，可导致保压不足。即部分区域会因填充不足而出现缩印、缺料等缺陷。,10,填充分析-压力分布,两端压力分布不均匀，不好的填充方式,两端压力分布均匀，好的填充方式,注意： 检查模流末端的压力分布情况：压力分布最好平衡、对称。 检查最大注塑压力是否10，000PSI(1PSI=6.8949KPA) 。,影响： 不平衡的压力分布可能会使制

5、件材料收缩不一致，更高的残余应力，甚至可以导致部分区域的保压不足或过保压。,11,填充分析-熔体前端温度,注意： 熔体前端温度的变化应该小于30F。,影响： 过高的温度变化可以导致零件内部产生残余应力，而残余应力的存在会导致零件发生翘曲。,12,填充分析-浇口处的最大剪切率,注意： 最大剪切率不能超过材料的许可值。,影响： 如果注射时剪切率超过材料的最大剪切率，可以使材料在注射过程中发生降解，出现黑点、白斑等许多意想不到的缺陷。,13,填充分析-零件剪切应力,注意： 零件内部的最大剪切应力不应该超过材料的许可值。,影响： 如果零件内部的最大剪切应力超过材料的许可值，可能导致一系列的表面缺陷。,

6、14,填充分析融接痕,注意： 融接痕的长度尽量短，数量尽量少。 融接痕尽量不要在A面以及承载结构上。 水平的融接痕比垂直的融接痕好。 融接痕要和融接温度一起进行评估。,影响： 融接痕可以导致表面缺陷。 融接痕可能导致零件的强度降低。,15,填充分析气穴,注意： 气穴应该都分布在零件的边界上。 存在气穴的位置应该在模具上添加排气槽。 应该避免在零件的A面上出现气穴。,影响： 气穴可能使制件没有被完全填充，零件内存在气孔。 气穴可能导致燃烧，使零件上出现烧焦的现象。,16,保压分析保压压力,注射压力（=80%*保压压力）,整个注塑过程的压力分布图,保压压力,注意： 注射压力=80%*保压压力。,影

7、响： 过低的保压压力可能是零件无法打满。,17,保压分析喷嘴处的压力分布,注射压力峰值,注射/保压切换压力值,注意： 注射压力峰值最好和注射/保压切换时的压力值相等。,影响： 注射压力峰值最好和注射/保压切换时的压力值的不平衡就意味着注射过程的不平衡。零件内部可能会因此而产生内应力。,18,保压分析保压时间,保压时间,注意： 保压时间应该大于浇口100%冷却的时间。,影响： 如果保压时间小于浇口100%冷却时间，可能会导致零件保压不足，出现表面缺陷。 如果在浇口100%冷却后仍然继续进行保压。此时的保压不会对零件产生任何影响，只会浪费工时，增加成本。,19,保压分析锁模力,注意： 最大锁模力不

8、应该超过用于生产该零件的注塑机的最大锁模力。,影响： 最大锁模力如果超过用于生产该零件的注塑机的最大锁模力，可能在零件上产生飞边。,最大锁模力,20,保压分析体积收缩,注意： 制件收缩率的目标值应该是模具收缩率的3倍。,影响： 如果制件收缩率大于模具收缩率的3倍，零件可能会出现意想不到的翘曲。需要进行专门的翘曲分析。,21,保压分析缩印深度,注意： 缩印的目标深度为0.1mm。,影响： 如果缩印的深度大于0.1mm，在非皮纹面上将会出现可见的缩印。,22,冷却分析冷却液流速,注意： 供应商的设备必须能过满足所需的冷却液流速。 各回路中的最大流速不应该大于平均流速的5倍。,影响： 如果供应商的设

9、备达不到所需的流速要求，可能使零件不能充分冷却。 如果回路中的最大流速大于平均流速的5倍，实际的冷却效果将和计算分析结果差异较大，会对冷却造成意想不到的影响。,23,冷却分析模温变化范围,注意： 模温的变化范围应该小于30F。 模温应该在设定值附近。,形芯模温图,影响： 模温的变化范围大于30F会在制件内产生残余应力，从而导致零件发生翘曲。,24,冷却分析上下模模温差,注意： 上下模模温之差不应该超过20F。,影响： 如果上下模模温之差超过20F可能会使零件发生翘曲。,25,冷却分析冷却液温度,注意： 冷却液的温度变化应该小于5F。,影响： 冷却液的温度变化过大意味着流道设计或流动参数设置存在问题，从而导致制件的热传递存在问题。,26,冷却分析冷却液雷诺数,注意： 为了保证冷却系统产生湍流，最小雷诺数应该大于10,000。,影响： 当雷诺数低于10000时, 就不能确保冷却液的流动状态为湍流。而如果达不到湍流的要求,系统的热传导效率就会下降。,27,翘曲分析X方向变形,注意： 影响制件收缩的主要因素因该是由材料的收缩引起的，而不应该是由冷却不充分、分子取向等因素造成的。,制件变形分析,Moldflow中的翘曲分析,影响： 过大的变形可能导致制件不能满足尺寸要求。,28,注意： 影响制件收缩的主要因素因该是由材料的收缩引起的，而不应该是由冷却不充分、分子取向等因素造成的。,影响