MOLDFLOW模具分析技术基础知识

第一章MOLDFLOW分析基础知识1.1注塑成型基础知识所谓注塑成型是指将已加热熔化的材料喷射注入到模具内,经由冷却与固化后,得到成品的方法.在树脂原料经由注塑机注塑成型变为塑料制品的整个过程中,包括以下几个部分.计量:为了成型一定大小的塑件,必须使用一定量的颗粒状塑料,这就需要计量.塑化:为了将塑料充入模腔,就必须使其变为熔融状态,流过充入模腔.注塑充模:为了将熔融塑料充入模腔,就需要对熔融塑料施加注塑压力,注入模腔.保压增密:熔融塑料充满模腔后,向模腔内补充因制品冷却收缩所需的物料.制品冷却:保压结束后,制品开始进入冷却定型阶段.开模:制品冷却定型后,注塑机的合模装置带动模具动模部分与定模部分分离.顶件:注塑机的顶出机构顶出塑件.取件:通过人力或机械手取出塑件和浇注系统冷凝料等.闭模:注塑机的合模装置闭合并锁紧模具.1.2注塑成型机注塑成型机可分为柱塞式和螺杆式两种,这两种注塑成型机都是由注塑系统,锁模系统和模具组成..1.2.1注塑系统注塑系统是注塑机的主要组成部分.它能够使树脂原料在注塞或螺杆的推动或旋转推进下均匀塑化,在高压下快速注入模具,注塑系统包括加料装置,料筒,螺杆或柱塞,喷嘴,加压和驱动装置等.1.2.2锁模系统注塑机上实现锁合模具,启闭模具和顶出制件的机构称为锁模系统.熔料在高压下注入模具,必须施加足够大的锁模力才能保证模具严密闭合不溢料,锁模结构还应保证模具启闭灵活,准确,迅速和安全,并防止损坏模具和制件,避免机械受到强烈震动,达到安全运行以延长机器和模具的使用寿命.1.2.3模具模具是为了将树脂原料做成某种形状而用来承接射出树脂的部件.注塑模具主要由浇注系统,成型零件和结构零件组成.1.3注塑成型过程在注塑过程的塑化,填充,保压和冷却这四个主要阶段中,起主要作用的工艺参数也随着注塑过程的变化而变化.塑化塑化是指塑料在料筒内经加热达到良好可塑性的流动状态的全过程.塑化是注塑成型的准备阶段.熔体在进入模腔之前应达到规定的成型温度,并能在规定时间内达到足够数量,熔体温度应均匀一致,不发生或极少发生热分解以保证生产的连续进行.填充这一阶段从柱塞或螺杆开始向前移动起,直至模腔被塑料熔体充满为止.填充过程中包含的重要工艺参数有：熔体温度,注塑压力,填充时间.充模刚开始一段时间内模腔中没有压力,待模腔充满时,料流压力迅速上升达到最大值.充模的时间与模塑压力有关,充模时间长,先进入模内的塑料受到较多的冷却,粘度增大,后面的塑料就需要在较高的压力下才能进入模腔,反之,所需的压力则较小.在前一情况下,由于塑料受到较高的剪切应力,分子定向程度比较大.这种现象如果保留到料温降低至软化点以后,则制品中冻结的定向分子将使制品具有各向异性.这种制品在温度变化较大的使用过程中会出现裂纹,裂纹的方向与分子定向方向是一致的.而且,制品的热稳定性也较差,这是因为塑料的软化点随着分子定向程度增高而降低.高速充模时,塑料熔体通过喷嘴,主流道,分流道和浇口时产生较多的摩擦而使料温升高,这样当压力达到最大值时,塑料熔体的温度就能够保持较高的值,分子定向程度可减少,制品熔接强度也提高.充模过快时,在嵌件后部的熔接往往不好,致使制品强度变劣.保压这是指从熔体充满模腔时起,至柱塞或螺杆撤回时为止的一段时间.保压阶段包括的重要工艺参数有:保压压力,保压时间.保压阶段中,塑料熔体因受到冷却而发生收缩,但因塑料仍然处于柱塞或螺杆的稳压下,料筒内的熔料会被继续注入模腔内补足因收缩而留出的空隙,如果柱塞或螺杆停在原位不动,压力曲线就会略有衰减;如果柱塞或螺杆保持压力不变,也就是随着熔料入模的同时向前做少许移动,则在此段中模内压力维持不变.此时压力曲线与时间轴平行.压实阶段对于提高制品的密度,降低收缩和克服制品表面缺陷都有影响.此外,由于塑料还在流动,而且温度又在不断下降,定向分子容易被冻结,所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段.这一阶段拖延时间愈长,分子定向程度也将愈大.冷却这一阶段是指从浇口的塑料完全冻结时起,到制品从模腔中顶出时为止.冷却阶段包括的重要工艺参数是冷却时间冷却时模腔内压力迅速下降,模腔内塑料在这一阶段内主要是继续冷却,以便制品在脱模时具有足够的刚度而不致发生扭曲变形.在这一阶段内,虽无塑料从浇口流出或流入,但模内还可能有少量的塑料流动,因此到制品脱模时,模内压力不一定等于外界压力,模内压力与外界压力的差值成为残余压力.残余压力的大小与压实阶段的时间长短有密切关系.残余压力为正值时,脱模比较困难,制品容易被刮伤或破裂;残余压力为负值时,制品表面容易有陷痕或内部有真空泡.所以,只有大残余压力接近零时,脱模才比较顺利,并能够获得满意的制品.1.4注塑成型工艺条件注塑成型工艺条件主要包括温度,压力和时间等温度注塑成型过程中的温度主要有熔料温度和模具温度.熔料温度影响塑化和注塑充模,模具温度影响充模和冷却定型.熔料温度指塑化树脂的温度和从喷嘴射出的熔体温度,前者称为塑化温度,后都称为熔体温度.由此看来,熔料温度取决于料筒和喷嘴两部分的温度.熔料温度的高低决定熔体流动性能的好坏.熔料温度高,熔体的粘度小,流动性能好,需要的注塑压力小,成型后的制件表面光洁度好,出现熔接痕,缺料的可能性就小.反之熔料温度低,就会降低熔体的流动性能,会引起表面光洁度低,缺料,熔接痕明显缺陷.但是熔料温度过高会引起材料热降解,导致材料物理和化学性能降低.模具温度是指和制品接触的模腔表面温度.模具温度直接影响熔体的充模流动行为,制件的冷却速度和制件最终质量.提高模具温度可以改善熔体在模腔内的流动性,增强制件的密谋和结晶度以及减小充模压力和制件中的压力.但是,提高模具温度会增加制件的冷却时间,增大制件收缩率和脱模后的翘曲,制件成型周期也会因为冷却时间的增加而变长,降低了生产效率.降低模具温度,虽然能够缩短冷却时间,提高生产率,但是,会降低熔体在模腔内的流动能力,并导致制件产生较大的内应力或者形成明显的熔接痕等制件缺陷.压力注塑过程中的压力主要有注塑压力,保压压力和背压注塑压力是指螺杆或者柱塞沿轴向前移时,其头部向塑料熔体施加的压力.它主要用于克服熔体在成型过程中的流动阻力,还对熔体起一定程度的压实作用.注塑压力对熔体的流动,充模及制件质量都有很大影响.注塑压力的大小取决于制件成型树脂原料的品种,制件的复杂度,壁厚,喷嘴的结构形式,模具浇口的类型和尺寸以及注塑机类型等因素.保压压力是指对模腔内树脂熔体进行压实以及维护向模腔内进行补料流动所需要的压力.保压压力是重要的注塑工艺参数之一,保压压力和保压时间的选择直接影响注塑制品的质量,保压压力与注塑压力一样由液压系统决定.在保压初期,制品重量随保压时间而增加,达到一定时间不再增加.延长保压时间有助于减少制品的收缩率,但过长的保压时间会使制品两个方向上的收缩率程度出现差异.令制品各个方向上的内应力差异增大,造成制品翘曲,粘模.在保压压力及熔体温度一定时,保压时间的选择应取决于浇口凝固时间.背压是指螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时对其施加的反向压力.增大背压可以排出原料中的空气,提高熔体密实程度,还会增大熔体内的压力,螺杆后退速度减小,塑化过程的剪切作用加强,摩擦热增多,熔体温度上升,塑化效果提高.但是背压增大后,如果不相应提高螺杆转速,那么,熔体在螺杆计量段螺槽中将会产生较大的逆流和漏流,从而使塑化能力下降.背压的大小与制件成型树脂原料品种,喷嘴种类以及加料方式有关.时间注塑成型周期主要由注塑时间Ti,保压时间Tp,冷却时间Tc,开模时间To组成.th为TP与TC之和.注塑时间是指注塑活塞在注塑油缸内开始向前运动直至模腔被全部充满为止所经历的时间.保压时间为从模腔充满后开始,到保压结束为止所经历的时间.注塑时间与保压时间由制件成型树脂原料的流动性能,制件几何形状,制件尺寸大小,模具浇注系统的形式,成型所用的注塑方式和其他工艺条件等到因素决定.冷却时间指保压结束到开启模具所经历的时间.冷却时间的长短受熔体温度,模具温度,脱模温度和冷却剂温度等因素的影响.在保证取得较好制件质量的前提下,应当尽量缩短冷却时间的大小,否则,会延长制件成型周期,降低生产效率,还可能造成具有复杂几何形状的制件脱模困难.开模时间为模具开启取出制件到下个成型周期开始的时间.注塑机自动化程度高,模具复杂度低,则开模时间短;否则,开模时间较长.1.5常见制品缺陷及产生原因1．5．1短射短射是指由于模具模腔填充不完全造成制品不完整的质量缺陷，即熔体在完成填充之前就已凝结。短射成因。流动爱限，由于浇注系统设计的不合理导致熔体流动受到限制，流道过早凝结；。出现滞流或者制品流程过长，过于复杂；。排气不充分，未能及时排出的气体会产生阻止流体前沿前进的压力，从而导致短射发生；。模具温度或者熔体温度过低，降低了熔体的流动性，导致填充不完全；。成型材料不足，注塑机注塑量不足或者螺杆速率过低也会造成短射；。注塑机缺陷，入料堵塞或者螺杆前端缺料等，都会造成压力损失和成型材料体积不足，形成短射。解决方案。避免滞流现象的发生；。尽量消除气穴，将气穴放置在容易排气的位置或者利用顶杆排放气体；。增加模具温度和熔体温度；。增加螺杆速率，螺杆速率的增加会产生更多的剪切热，降低熔体粘性，增加流动性；。改进制件设计，使用平衡流道，并尽量减小制件厚度和差异，减小制件流程的复杂程度。。更换成型材料，选用具有较小粘性的材料，材料粘性小，易于填充，而且完成填充所要求的注塑压力也会降低；。增大注塑压力最大值。1．5．2气穴气穴是指由于熔体前沿汇聚而在塑胶内部或者模腔表面形成的气泡。气穴的出现有可能导致短射的发生，造成填充不完全或保压不充分，形成最终制件的表面瑕疵，甚至可能由于气体压缩产生热量出现焦痕。气穴成因。跑道效应；。滞流；。流长不平衡，即使制件厚度不均，各个方向上的流长也不一定相同，导致气穴产生；。排气不充分，在制件最后填充区域缺少排气或者排气口不足是引起气穴形成的最常见原因。解决方案。平衡流长；。避免滞流和跑道效应的出现，对浇注系统作修改，从而使制件最后填充位置位于容易排气的区域；。充分排气，将气穴放置在容易排气的位置或者利用顶杆排放气体。1．5．3熔接痕和熔接线当两个或多个流动前沿融合时，会形成熔接线和熔接痕，两者的区别在于融合流动前沿夹角的大小。两个箭头为流动前沿方向，若图中标注的@角大于135‘，则形成熔接线，若小于135’，则形成熔接痕。熔接线位置上的分子趋向变化强烈，因此该位置的机械强度明显减弱。熔接痕要比熔接线的强度大，视觉上的缺陷也不如熔接线明显。熔接痕和熔接线出现的部位还有可能出现凹陷，色差等质量缺陷。熔接线和熔接痕成因由于制件的几何形状，填充过程中出现两个或者两个以上流动前沿时，很容易形成熔接痕或者熔接线。解决方案。增加模具温度和熔体温度，使两个相遇的熔体前沿融合得更好；。增加螺杆速率；。改进浇注系统的设计，在保持熔体流动速率的前提下减小流道尺寸，以产生摩擦热。制件的机械性能和表观质量。通过改变浇口位置或者改变制件壁厚可以改变熔接线和熔接痕的位置。1．5．4滞流滞流是指某个流动路径上的流动变缓甚至停止。滞流成因如果流动路径上出现壁厚差异，熔体会选择阻力较小的厚壁区域首先填充，这会造成薄壁区域填充缓慢或者停止填充，一旦熔体流动变缓，冷却速度就会加快，粘度增大，从而使流动更加缓慢，形成循环。滞流通常出现在筋，制件上与其他区域存在较大厚度差异的薄壁区域等。滞流会产生制件表面变化，导致保压效果低劣，高应力和分子趋向不均匀，降低制件质量。如果滞流的熔体前沿完全冷却，那么成型缺陷就由滞流变为短射。解决方案。浇口位置远离可能发生滞流的区域；尽量使容易发生滞流的区域成为最后填充区域；。增加容易发生滞流区域的壁厚，从而减小其对熔体流动的阻力；。选用粘度较小的成型材料；。增加注塑速率以减小滞流时间；。增大熔体温度，使熔体更容易进入滞流区域。1．5．5飞边飞边是指在分型面或者顶杆部位从模具模腔溢出的一薄层材料。飞边仍然和制件相连，通常需要手工消除。飞边成因。模具分型面闭合性差，模具变形或者存在阻塞物；。锁模力过小，锁模力必须大于模具模腔内的压力，有效保证模具闭合；。过保压；。成型条件有待变化，如成型材料粘度，注塑速率，浇注系统等；。排气位置不当。解决方案。确保模具分型面能很好的闭合；。避免保压过度；。选择具有较大锁模力的注塑机；。设置合适的排气位置；。优化成型条件。1．5．6跑道效应跑道效应指在制件薄壁区域位充满之前熔体已经完成了对厚壁区域的填充。跑道效应成因跑道效应是典型的流动不平衡现象，会产生气穴和熔接线。解决方案从产品设计的角度来讲,壁厚的差异有时是不可避免的,为了防止出现跑道效应,应当尽量使模腔内的流动平衡,即熔体在同一时间完成对模腔内各区域的填充.可以通过改变浇口位置或者采用多浇口的浇注系统实现平衡流动.1.5.7过保压过保压是指当一个流程还在进行填充的时候,另一个流程已经开始压实过多填充的材料.过保压成因当制件最易填满期的流程完成填充后,这个区域就会出现过保压现象.此时由于其他流程还未完成填充,注塑压力会继续将熔体向这个已经填满的区域推进,从而形成高密度高应力区域.形成过保压的主要原因是流动不平衡.解决方案.建立平衡的流动;.选择适当的浇口位置使各个方向的流长尽量相等;.去掉不必要的浇口.1.5.8色差色差是指由于成型材料颜色发生变化而出现的制件色彩缺陷.色差成因通常是由材料降解引起的.过大的注塑速率,过高的熔体温度以及不合理的螺杆和浇注系统设计都会引起材料降解.解决方案.优化浇注册码系统的设计;.修改螺杆设计;.选用较小注塑量的注塑机;.优化熔休温度;.优化背压,螺杆旋转速率和注塑速度;.设置合理的排气位置.1.5.9喷射当熔体以高注塑速率经过流动受限的区域如喷嘴,浇口,进入面积较大的厚壁模腔时,会形成蛇形喷射流.喷射会降低制件质量,形成表面缺陷,同时造成多种内部缺陷.喷射成因.螺杆速率过高;.浇口位置不合理,熔体与模具接触性差,容易导致喷射发生;.浇注系统设计不合理.解决方案.优化浇口位置和浇口类型,改变浇口类型降低熔体剪切速率和剪切应力;.优化螺杆速率曲线.1.5.10不平衡流动不平衡流动指在其他流程还未填满之前,某些流程已经完全充满.平衡流动是指模具的末端在同一时间完成填充.不平衡流动成因流长不平衡以及制件壁厚的差异都可能引起流动不平衡.不平衡流动可能导致产生许多成型问题,如飞边,短射,制件密度不均匀,气穴和产生过多熔接线等.因此,制件成型的流动模式一定要平衡.解决方案.通过增加或减小区域厚度来增强或减缓某个方向上的流动,从而获得平衡流动,.优化浇口位置..塑料成型过程中各个参数之间相互影响,因此单纯解决一个成型问题有可能引发其他的成型问题,所以解决成型问题时应该兼顾成型质量整体的优劣.第二章MOLDFLOW分析流程2.1新建一个工程项目PROJECT工程项目是MOLDFLOW中的最高管理单位,项目中包含的所有信息都存放在一个路径下,一个项目可以包含多个案例和报告.选择FILE下的NEWPROJECT命令可以创建一个新的用户项目.在PROJECTNAME中填入TEXT,采用默认路径创建一个项目.创建好了项目之后,用户就可以在项目管理区中看到MOLDFLOW已经在新创建的项目中工作了,这时的项目是空的,不包括任何案例,用户可以导入一个已经完成的CAD模型进入项目,或者直接利用MOLDFLOW的建模工具创建一个新的CAD模型.2.25导入或新建CAD模型向当前的项目中导入CAD模型可以选择FILE菜单中的IMPORT命令,也可以在项目管理区中单击鼠标右键,选择IMPORT命令.MOLDFLOW中可以导入的CAD模型文件格式有：STL文件；由ANSYS或者PRO/E生成的*.ANS文件，由PRO/E或者SDRC-IDEAS生成的*.UNV文件，STEP文件，IGES文件，由CATIA或者UNIGRAPHIC生成的*.ANS和*.BDF文件，PARASOLID文件。2．3划分网格在导入或新建模型之后，要对未划分网格的模型进行网格划分，2．4检验及修改网格划分网格后，紧接着就要进行网格信息统计，然后根据统计信息依次进行诊断，如果诊断结果显示存在不合理的网格，用户就要运用MESHTOOL网格工具对网格进行修改，直到网格诊断结果合理为止。ASPECTRADIO纵横比诊断结果OVERLAPPINGELEMENTS重叠单元诊断结果CONNECTIVITY连通性诊断结果FREEEDGE自由边诊断THICKNESS厚度诊断OCCURRENCENUMBER出现次数诊断2．5选择分析类型通常用户进行的MOLDFLOW分析都是FLOW流动，或者COOL冷却。不同类型的分析，对应不同的图标显示，F：FILL填充；P：FLOW流动；C：COOL冷却；W：WARP翘曲；D：DOE试验设计；O：OPTIM优化；G：GATELOCATION浇口位置；S：STRESS应力。2．6选择成型材料2．7工艺参数2．8选择浇口位置进行FILL，FLOW，COOL等到分析时，必须设置浇口。进行GATELOCATION分析时不需要设置浇口位置。2.9创建浇注和冷却系统2．10分析2．11分析结果第三章MOLDFLOW软件操作3．1MOLDFLOW常用菜单MOLDFLOW用户典型界面可以分为五大部分：菜单栏，项目管理区，案例浏览区，图形层管理区，图形编辑区。菜单栏左下方为项目管理区，显示当前项目包含的文件。项目管理区下方为案例浏览区，显示当前案例的各个状态，包括分析类型，材料，工艺条件，注塑点个数，分析结果等。安例浏览区下方列出了当前模型的层划分以及各个图形层的状态。右边的模型显示区显示案例CAD模型及分析结果。MOLDFLOW软件具有建模，划分网格，分析，查看结果和制作报告五大功能。依次完成对一个塑料制件的模拟造型，前处理，分析，结果汇总等工作。3．1．1文件操作FILE菜单中有一个很有用的命令PREFERENCE，在PREFERENCE命令中，用户可以修改默认的操作和显示设置，使MOLDFLOW个性化。操作起来更加符合个人习惯。GENERAL设置页面中分为SYSTEM，DISPLAY等设置。SYSTEM选项组中可以设置MOLDFLOW使用的度量单位类型。度量单位可以分为公制的，也可以为英制的。用户可以选择是否在间隔时间内对MOLDFLOW进行自动保存。DISPLAY选项组中，用户可以根据个人习惯改变MOLDFLOW的背景颜色，激活元素颜色和未激活元素颜色。MOUSE设置页面中，用户可以定义鼠标中，右键及鼠标与键盘组合后的组合键所对应的操作。用户可以将不同的组合键定义为动态视角，扩大视图，根据窗口调整大小或者居中显示等操作。RUSULTS设置页面中，用户可以根据需要选择各个分析类型对应的输出分析结果。MOLDFLOW中各个分析类型对应的默认输出分析结果不一定全部包括用户关注的结果，用户可以在RESULTS中修改各个类型的输出结果，根据需要添加或者删减输出结果。3．1．2编辑和视图SELECTBY菜单项可以对模型的实体或者层进行分类选取。SELECTALL和DELETEALL可以对模型进行全选或者删除操作。EXPANDSELECTION用于网格选取范围的扩大，仅适用于网格。BANDINGSELECTION进行边界选取的操作；COPYIMAGETOCLIPBOARD复制图片到剪贴板；SAVEIMAGETOFILE保存图片为文件；SAVEANIMATIONTOFILE保存动画为文件。PROPERTIES属性可以对模型中某个区域或者某个实体的属性进行设置。如区域厚度，区域名称，编号等。3．1．3建模用于MOLDFLOW分析的案例模型可以在AUTOCADUG等CAD软件中创建好，然后导入MOLDFLOW中进行CAE分析，也可以直接在MOLDFLOW中创建。1．点的创建创建点的方式有五种，。COORDINATE根据用户输入的三维坐标进行点的创建；。BETWEEN在两个点之间创建指定数目的点，用户需要设定这两个点的位置或者三维坐标及创建点的个数。。DIVIDE在一条曲线上创建用户指定个数的点，把该曲线等分。如果选中CREATENODESATENDSOFCURVE复选框，那么MOLDFLOW将创建包括曲线两个端点在内的点。。OFFSET根据用户提供的基准坐标和偏离矢量，创建指定个数的点。。INTERSECT在两曲线相交的位置创建点。创建曲线MOLDFLOW中有六种方式可以用来创建曲线，用户在创建了基本的点之后，就可以利用CREATINGCURVES方便地创建直线，曲线。。LINEL连接两个点成一条线段。ARCBYPOINTS由3个点创建圆或圆弧。ARCBYANGLE由圆心，半径，起始角度创建圆或圆弧。。SPLINE由一组点创建SPLINE样条曲线。。SONNECT创建一条曲线以连接两条已经存在的曲线，点选两条曲线后，MOLDFLOW根据用户的另一个输入量FILLET创建将两条曲线连接在一起的新曲线。当FILLET为0时，MOLDFLOW创建一条直线，当FILLET大于0时，MOLDFLOW创建一条曲线，且数值越大，新曲线与两条曲线的距离越远。FILLET限定输入数值在0到10之间。。BREAK把两个相交曲线在交点处打断。由交点作为新的端点，产生新的曲线。用户只需用鼠标分别拾取这两条相交曲线即可。创建曲面有了上面创建点，线的基础，就可以由几条闭合的曲线生成光滑，连续的曲面，从而勾勒出CAD模型的雏形。MOLDFLOW中的的曲面分为两种，OUTERBOUNDARY外部边界和HOLE洞。所谓外部边界，就是组成制件的表面。洞则是制件表面上被挖空或者出现破损的地方。用户可以通过四种方式创建外部表面。REGIONBYBOUNDARY要求用户选取一组闭合相连但不相交的曲线，（可以选取了一条曲线后，按下CTRL键，同时选取其他曲线；同时按下SHIFT键可以将曲线从被选状态变为未选状态。）REGIONBYNODES允许用户依次指定一系列点，创建曲面。REGIONBYRULING可以根据两条共面的曲线创建曲面。REGIONBYEXTRUSION则根据用户选取的曲线和矢量创建曲面。CREATEREGION中FILTER同样可以用来选取ANYITEM（任何图形元素）或者CURVE(曲线)来方便实现操作。可以通过两种方式创建洞，BYBOUNDARY和BYNODES两种方式的区别在于定义洞的图形元素不同。前者为边界曲线，后者为点。在HOLEBYBOUNDARY对话框中，第一个SELECT下拉列表框中要选取的是用户创建的洞所在的曲面。第二个SELECT下拉列表框中要选取的是将要创建洞的边界曲线。洞与外部边界曲面一样，也是由一组闭合相连但不相交的曲线组成的。与OUTERBOUNDARY不同的是，在HOLE的FILTER中，用户可以选择REGION曲面作为拾取对象。4．创建嵌件嵌件是在注塑之前被安装进模具，然后被注塑入模腔的塑料部分或者全部环绕从而成为制件一部分的组件。典型的嵌件可能具有螺纹，也可能具有导电性能，由不同于制件的塑料材料或金属成型得到。嵌件的创建在网格划分后进行。CREATEINSERTS对话框中，在SELECT框中选中创建嵌件对应位置的网格，然后选择DIRECTION，再设定SPECIFIEDDISTANCE（嵌件高度），单击APPLY按钮，完成嵌件的创建。5．移动/复制6．查询实体MOLDFLOW查找到的实体以红色在模型中突出显示。7.模腔复制向导模腔复制向导用于指导用户在建立好了一个模腔后对其进行复制，从而建成一模多腔的模型。8．浇注系统创建向导9．冷却系统创建向导要注意，用户模型一定要位于XY平面上，才可以利用向导正确地生成冷却系统。10．模具表面创建向导3．1．4网格CAD模型具有高质量的网格MESH是MOLDFLOW进行准确分析的前提，因此网格的划分和处理在MOLDFLOW的应用分析前处理中占有很重要的地位。MESH包括的命令依次为：GENERATEMESH生成网格；CREATETRIANGLES创建三角单元；CREATEBEAMS创建一维单元；MESHTOOLS网格工具；ORIENTALL统一趋向；ASPECTRATIO纵横比；OVERLAPPINGELEMENTS重叠单元；ORIENTATION分子取向；CONNECTIVIRY连通性；FREEEDGES自由边；THICKNESS厚度；OCCURRENCENUMBER网格镜像次数；FUSIONMESHMATCH（FUSION网格匹配）；MESHSTATISTICS网格统计等。浇注系统中的流道和冷却系统中的冷却管道的建立，通常要靠MESH菜单中的CREATEBEAMS命令来完成。当用户创建了相应的点，线之后，即可选择不同类型的BEAMS单元生成流道或者冷却管道。。根据起始点和终止点来创建一维单元。单元的属性和类型在CHANGE按钮中进行设置。在ASSIGNPROPERTY属性设置中，用户可以选择不同的类型新建一维单元或者编辑已经创建的一维单元属性。3．1．5分析成型分析是MOLDFLOW的核心，也是MOLDFLOW分析应用的精髓所在，对MOLDFLOW进行正确的操作仅仅是做分析的基础，却不能获得对模具或制品成型好坏的判断，更不能给出合理的改进方案，因此必须在掌握了MOLDFLOW分析应用的基础上，结合相关的塑料成型知识和经验，才能灵活应用MOLDFLOW，使模拟分析在最大程度上发挥CAE技术的优越性。MOLDFLOW分析包括：SETMOLDINGPROCESS设定成型工艺类型，SETANALYSISSEUENCE设定分析次序，SELECTMATERIAL选择材料，PROCESSSETTINGS设置工艺条件，SETINJECTIONLOCATIONS设定注塑口位置，SETCOOLANTINLETS设定冷却剂入口，SETCRITICALDIMENSIONS设定临界尺寸，SETCONTRAINTS设定限制，SETLOADS设定应力载荷，ANALYZENOW进行分析，JOBMANAGER工作管理。SETANALYSISSEQUENCE用于设定用户做分析的种类和次序。用户可以根据自己的需要选择其中的分析类型对制品进行分析；FILL填充；FLOW流动；COOL冷却；DESIGNOFEXPERIMENTS填充试验设计；MOLDINGWINDOW工艺窗口；GATELOCATION浇口位置；WARP翘曲；STRESS应力；RUNNERBALANCE流道平衡；3．1．6结果3．1．7报告在对模型完成了系统的分析后，我们可以借助MOLDFLOW提供的REPORT生成一个图文并茂的报告使工作做的更完善和直观。3．1．8工具3．2MOLDFLOW材料库材料库中包含详细的相关材料特性信息，能够帮助用户根据成型原料的特性确定成型工艺条件。3．2．1材料描述3．2．2推荐成型工艺条件推荐的成型工艺条件包括：MOLDTEMPERATURE推荐模具温度；MELTTEMPERATURE推荐熔体温度；MOLDTEMPERATURE模具温度范围；MELTTEMPERATURERANGE熔体温度范围；3．2．3流变特性流变特性和热特性是材料的两大重要化学性能。MOLDFLOW的材料库中包含了每个材料的流变数据和热特性数据。3．2．4热特性3．2．5压力体积温度特性3．2．6机械特性3．2．7收缩特性3．2．8填充物特性3．2．9常用材料简介1.PET-LD低密度聚乙烯2．PVC聚氯乙烯3．PS聚苯乙烯4．PP聚丙烯5．丙烯腈-丁二烯-苯乙烯3．3MOLDFLOW帮助3．4相关术语DOE；是用来确定用户的设计中那些参数对最终制件质量的影响最大最小的一种工程方法。PVT；P压力V比容T温度数据使用一个压力和温度的函数描述了材料的比容。它描述了在整个成型过程中聚合物容体的压力/温度关系。第四章网格划分和处理4．1前言MOLDFLOW作为成功的注塑产品成型仿真及分析软件，采用的基本思想也是工程领域中最为常用的有限元方法。有限元方法就是利用假想的线或面将连续介质的内部和边界分割成有限大小的，有限数目的，离散的单元来研究。这样，就把原来一个连续的整体简化成有限个单元的体系，从而得到真实结构的近似模型，最终的数值计算就是在这个离散化的模型上进行的。直观上，物体被划分成网格状，在MOLDFLOW中我们就将这些单元称为网格（MESH）。正因为网格是整个数值仿真计算的基础，所以网格的划分和处理在整个MOLDFLOW分析中占有很重要的地位。4．2网格的类型在MOLDFLOW中，划分成的网格主要有三种类型，中面网格MIDPLANE；表面网格FUSION；实体网格3D。中面网格是由三节点的三角形单元组成的，网格创建在模型壁厚的中间处，形成单层网格。表面网格也是由三节点的三角形单元组成，与中面网格不同，它是创建在模型的上下两层表面上。实体网格是由四节点的四面体单元组成，每一个四面体单元又是由四个MIDPLANE模型中的三角形单元组成的。4．3网格的划分首先在已经创建好的项目中导入所用模型，选择IMPORT命令后，在对话框中打开模型文件，此时会弹出一个对话框，在对话框中选择网格划分的类型，包括MIDPLANE，FUSION，SOLID3D三种，同时还要选择导入模型所采用的单位，包括MILLIMETER毫米，CENTIMETER厘米，METER米，和INCH英寸。选择完毕，单击OK按钮后，模型被导入。此时网格尚未划分，仅仅选择了网格的类型。然后，在任务窗口中双击CREATEMESH图标，或者选择MESH菜单中的GENERATEMESH命令，会弹出网格生成对话框。单击ADVANCED高级按钮，在GLOBALEDGELENGTH右侧文本框中输入合理的网格单元边长，对于导入格式为IGES的情况，还要输入IGESMERGETOLERANCE合并容差，其默认值是0.01MM。单击PREVIEW按钮可以查看网格划分的大致情况，同时作为参考。最后，单击上述对话框中的GENERATEMESH按钮，生成网格，4．4网格状态统计在MOLDFLOW中，系统自动生成的网格随着制件形状的复杂程度存在着或多或少的缺陷，网格的缺陷不仅对计算结果的正确性和准确性产生影响，而且在网格质量严重低下的情况，会使计算根本无法进行。因此，进行MOLDFLOW分析之前需要对网格状态进行统计，再根据统计的结果对现有网格进行修改。网格划分完毕后，选择MESH菜单中的MESHSTATISTICS命令，网格统计的结果就会以窗口的形式弹出。网格统计信息如下：。ENTITYCOUNTS：实体个数，统计网格划分后模型中各类实体单元的个数；。SURFACETRIANGLES：三角形单元个数；。NODES：节点个数；。BEAMS：一维单元个数；。CONNECTIVITYREGIONS：连通域的个数，统计模型网格划分后模型内独立的连通域，其值应为1，否则说明模型存在问题；。EDGEDETAILS：单元边的信息；。FREEEDGES：自由边信息，自由边是指一个三角形或3D单元的某一边没有与其他单元共用。。MANIFOLDEDGES：交叠边，交叠边是指由两个三角形或3D单元所共用的一条边。。NON-MANIFOLDEDGES：非交叠边，非交叠边是指由两个以上三角形或3D单元所共用的一条边。。ORIENTATIONDETAILS：单元定向信息。。ELEMENTSNOTORIENTED：统计没有定向的单元数，该值一定要为0。。INTERSECTIONDETAILS：单元交叉信息。。ELEMENTINTERSECTIONS：互相交叉的单元数，表示不同平面上的单元相互交叉的情况。。FULLYOCERLAPPINGELEMENTS：完全重叠单元数，表示单元重叠的情况。。DUPLICATEBEAMS：一维单元重叠信息。。SURFACETRIANGLEASPECTRATIO：三角形单元的纵横比信息。三角形单元的纵横比是指三角形的长高两个方向的极限尺寸之比，单元纵横比对分析计算结果的精确性有很大的影响，一般在MIDPLANE和FUSION类型网格的分析中，纵横比的推荐极大值是6，在3D类型网格中，推荐的纵横比极大极小值分别是50和5，平均应该在15左右。。MINIMUMASPECTRATIO：纵横比的极小值。。MAXIMUMASPECTRATIO：纵横比的极大值。。AVERAGEASPECTRATIO：纵横比的平均值。。MATCHRATIO：单元匹配率信息，表示模型上下表面网格单元的相匹配程度。对于FLOW分析，单元匹配率应大于85%是可以接受的，低于50%根本无法计算，对于WARP分析，单元匹配率同样要超过85%，如果单元匹配率太低，就应该重新划分网格。4．5网格处理工具经过网格信息的统计，一般都会发现网格中存在问题，这时就需要利用MOLDFLOW提供的网格工具，对网格进行处理。在网格缺陷的处理过程中，要保持模型的几何形状，尽可能不发生大的改变。选择MESH菜单中的MESHTOOLS命令，弹出网格处理工具对话框。MOLDFLOW共提供了18种网格处理的工具。4．5．1自动修补自动修补AUTOREPAIR功能，此项功能对FUSION模型很有效，能自动搜索并处理模型网格中存在的单元交叉和单元重叠的问题，同时可以改进单元的纵横比。在使用一次该功能后，再次使用该功能，可以提高修改的效率，但是不能期待该功能解决所有网格中存在的问题。4．5．2处理纵横比处理纵横比FIXASPECTRATIO功能可以降低模型网格的最大纵横比，并接近所给出的目标值。4．5．3全部合并全部合并GLOBALMERGE功能可以一次合并所有间距小于MERGETOLERANCE合并容差的节点4．5．4合并节点合并节点MERGENODES该功能可以将多个起始节点向同一个目标节点合并。其中，MERGENODES对话框中要首先输入目标节点，然后输入起始节点。当一次选择多个起始节点时要按住CTRL键依次选择。4．5．5交换共用边交换共用边SWAPEDGE功能可以交换两个相邻三角形单元的共用边，可以利用这项功能降低纵横比。4．5．6节点匹配在手工修改大量网格之后，利用节点匹配MATCHNODE功能可以重新建立良好的网格匹配。对话框中的SELECTNODESTOPROJECTINTOMESH下拉列表框用于选择投影节点，SELECTTRIANGLESFORNODESTOPROJECTTO下拉列表框用于选择投影三角形。4．5．7对某区域重新划分网格对某区域重新划分网格REMESHAREA功能可以对已经划分好网格的模型在某一区域根据给定的目标网格大小，重新进行网格划分。因而可以用来在形状复杂或者形状简单的模型区域进行网格局部加密或局部稀疏。在对话框中首先要选出进行网格重新划分的区域，然后指定重划网格的目标值。4．5．8插入节点插入节点INSETTNODE功能在两个节点之间创建一个新的节点，可结合MERGENODE使用以修正或消除纵横比不理想的单元。4．5．9移动节点移动节点MOVENODES功能可以将一个或多个节点，按照所给出的绝对或相对坐标进行移动，首先选择要移动的节点，对话框中，首先选择NODESTOMOVE被移动的节点，然后在LOCATION坐标广本框中输入移动节点的目标位置。目标位置根据ABSOLUTE绝对和RELATIVE相对两种不同的坐标计算方式对应不同的数值。还有一种移动节点的方法，就是直接将目标节点用鼠标拖动到目标位置。4．5．10排列节点排列节点ALIGNNODES功能可以实现节点的重新排列，先要选定两个节点以确定一条直线，然后选择需要重新排列的点列，单击APPLY，所选点列将重新排列在选定的直线上。对话框中的ALIGNMENTNODE1和ALIGNMENTNODE2为用户指定的排列基准点。NODESTOMOVE对应的为即将进行重新排列操作的点。4．5．11单元定向单元定向ORIENTELEMENTS功能可以将查找出来的定向不正确的单元重新定向，但不适用于3D类型的网格。使用方法如下：选择定向存在问题的单元，然后选中对话框中的FLIPNORMAL翻转法线单选按钮，单击APPLY按钮即可。4．5．12补洞补洞FILLHOLE功能创建三角形单元来填补网格上所存在的洞孔或是缝隙缺陷。首先，选择模型上的洞或是缝隙的边界线，手动选择所有边界节点。或者选中边界上一个节点后，单击SEARCH搜索按钮，这时系统会沿着自由边FREEEDGE自动搜寻缺陷边界。在边界选择完成后，单击APPLY按钮，MOLDFLOW就会自动在该位置生成三角形单元，完成修补工作。4．5．13平滑节点平滑节点SMOOTHNODES功能实际上是将与选定节点有关联的单元重新划分网格，目的是得到更加均匀的网格分布，从而有利于计算。4．5．14创建一维单元创建一维单元CREATEBEAMS功能可以通过存在的节点创建一维单元。一维单元在创建浇注系统，冷却系统时被大量使用。这个命令与MESH菜单中的CREATEBEAMS命令是一样的。4．5．15创建三角形单元创建三角形单元CREATETRIANGLES功能可以通过存在的节点创建三角形单元。这个功能与MESH菜单中的CREATETRIANGLES命令是一样的。4．5．16删除单元删除单元DELETEENTITIES功能可删除所有鼠标选中的单元。4．5．17清除节点清除节点PURGENODES功能可以清除网格中，与其他单元没有联系的节点，在修补网格基本完成后，使用该功能用来清除多余节点。4．5．18全部单元重定向MESH菜单中的全部单元重定向ORIENTALL菜单项可以对网格的全部单元实施重定向。4．6网格缺陷诊断为了更好的对网格存在的缺陷进行处理,MOLDFLOW提供了丰富的网格缺陷诊断工具,将它们和网格处理工具结合,可以很好地解决网格缺陷问题.4.6.1纵横比诊断选择MESH菜单中纵横比诊断ASPECTRATIODIAGNOSTIC命令,弹出对话框ASPECTRATIODIAGNOSTIC.对话框中MINIMUM最小值和MAXIMUM最大值分别定义在诊断报告中将显示单元的纵横比的最小值和最大值.一般情况下推荐在MAXIMUM一栏空白,这样模型中比最小纵横比值大的单元都将在诊断中显示,从而可以消除和修改这些缺陷.PREFERREDDEFINITION包括两个选项STANDARD标准和NORMALIZED规格化,都是计算三角形单元纵横比的格式.其中推荐使用NORMALIZED格式,因为STANDARD格式是为了保持MOLDFLOW系统的兼容性而专门设计的,目的是与低版本的MOLDFLOW网格纵横比计算相一致.先中PLACERESULTSINDIAGNOSTICSLAYER将结果放入诊断层复选框,把诊断结果单独放入一个名为DIAGNOSTICS的图形层中,方便用户查找诊断结果.4.6.2重叠单元诊断选择MESH菜单中的OVERLAPPINGELEMENTSDIAGNOSTIC命令,在对话框中OVERLAPS重叠和INTERSECTIONS相交复选框,同时选择结果显示方式,就可以看到图像或者是文字诊断结果.4.6.3网格定向诊断选择MESH菜单中的MESHORIENTATIONDIAGNOSTIC命令,单击SHOW显示按钮,得到结果.4.6.4网格连通性诊断选择MESH菜单中的MESHCONNECTIVITYDIAGNOSTIC命令,Startconnectivitysearchfromentity:表示从选中的单元开始,扩散开去检验网格的连通性.Ignorebeamelements:表示忽略网格模型中的一维单元的连通性,选中此项后在诊断模型连通性时将不考虑浇注系统和冷却系统.4.6.5网格自由边诊断选择MESH菜单中的Freeedgesdiagnostic命令,该诊断可以显示模型网格中自由边的存在位置,便于修改缺陷.选中INCLUDENON-MANIFOLDEDGES复选框表示诊断结果将包括非交叠边.4.6.6网格厚度诊断选择MESH菜单中的MESHTHICKNESSDIAGNOSTIC命令.4.6.7网格出现次数诊断选择MESH菜单中的OCCURRENCENUMBERDIAGNOSTIC命令,结果显示网格模型中任一部分实际出现的次数,仅对一模多腔的产品有意义.4.6.8网格匹配诊断选择MESH菜单中的FUSIONMESHMATCHDIAGNOSTIC命令,网格匹配诊断显示了FUSION模型网格上下表面网格单元的匹配程度,尤其对于WARPAGE分析,只有达到90%的匹配率,才能得到可靠准确的结果.4.7网格处理实例4.7.1单元纵横比缺陷处理1.合并节点,减小纵横比.2.交换共用边,减小纵横比.3.插入节点,减小纵横比.4.7.2自由边缺陷处理首先,显示自由边缺陷,选择MESH菜单中的FREEEDGESDIAGNOSTIC命令,在对话框中选中PLACERESULTSINDIAGNOSTICSLAYER,再单击SHOW按钮.然后,在LAYER窗口中,只选中NEWNODES和DIAGNOSTICRESULTS层进行显示,这时,自由边缺陷就会突出显示.最后,利用CREATETRIANGLES工具,将网格中间的洞补上,自由边就会消失.第五章MOLDFLOW分析详解5.1FILL分析填充阶段从熔体进入模腔开始,当熔体达到模具模腔的末端,模具模腔体积被填满时就完成了填充.FILL分析计算出从注塑开始到模腔被填满整个过程中的流动前沿位置.该分析用来预测制件,塑料材料以及相关工艺参数设置下的填充行为.FILL分析要得到一个合理的填充结果,才能保证后序的分析在实现制件填充的基础上进行.制件的填充要避免出现短射以及流动不平衡等成型问题,同时尽可能采用较低的注塑压力,锁模力,以降低制件生产对注塑机的参数要求.5.1.1FILL分析工艺条件设置进行填充分析,用户只需要设置模具温度和熔体温度,并从MOLDFLOW提供的控制方式中做出合适的选择即可.FILL设置对话框中,要进行FILLINGCONTROL填充控制方式,VELOCITY/PRESSURESWITCH-OVER速度/压力控制转换和PACK/HOLDINGCONTROL保压控制方式的选择.在FILLINGCONTROL中用户可以选择INJECTIONTIME注塑时间,FLOWRATE流动速率和RAMSPEEDPROFILE螺杆速度曲线作为对填充进行控制的变量.在填充阶段，首先对注塑机的螺杆进行速度控制，等填充到了某个状态之后，将速度控制转变为压力控制。因此就需要对速度和压力控制的转换点进行设置。V/P控制转换点选项设置有七种：VOLUMEFILLED填充体积；INJECTIONPRESSURE注塑压力；HYDRAULICPRESSURE液压压力；CLAMPFORCE锁模力；PRESSURECONTROLPOINT压力控制点；INJECTIONTIME注塑时间；WHICHEVERCOMEFIRST根据首先到达切换点的方式进行转换。MOLDFLOW的控制转换点默认选项为AUTOMATIC。通常，通过填充体积百分比设置速度/压力控制转换点。在MOLDFLOW分析中有一个高级选项设置对于应用MOLDFLOW指导实际生产是很关键的。这个高级设置在MOLDFLOW中的常规分析中就可以进行。内容包括：MOLDINGMATERIAL成型材料；PROCESSCONTROLLER工艺控制；INJECTIONMOLDINGMACHINE注塑成型机；MOLDMATERIAL模具材料和SOLVERPARAMETERS解决方案参数。其中成型材料的数据库使用方法已经介绍过；工艺控制参数设置中包括了相关分析中涉及的各种控制参数。如FILL分析中包括的INJECTIONCONTROL和VELOCITY/PRESSURESWITCH-OVERCONTROL都可以在这个对话框中进行详细的参数设置。高级设置中的第三项INJECTIONMOLDINGMACHINE注塑成型机用于设置相关的注塑机参数，如果用户选择或者创建与实际生产机械参数一致的机型，就可以获得更为准确的CAE模拟分析结果。同成型材料一样，在MOLDFLOW中提供了相关的注塑机参数数据库。用户可以对其数据进行添加，修改等操作。注塑机的机械参数根据结构的不同分为三个部分：INJECTIONUNIT注塑单元；HYDRAULICUNIT液压单元；CLAMPINGUNIT锁模单元。最后一项列出了注塑机的商业信息。模具材料参数是指模具的实际采用材料的相关参数，如模具材料的密度，比热容，热传递性能和相关机械参数等。解决方案参数对话框列出了详细的分析参数。5．1．2填充分析结果填充分析结果包括填充时间，压力，流动前沿温度，分子趋向，剪切速率，气穴，熔接线等。填充分析结果主要用于查看制件的填充行为是否合理，填充是否平衡，能否完成对制件的完全填充等。用户可以根据动态的填充时间结果查看填充阶段的熔体流动行为，同时借助等高线显示结果，以便更好地判断填充流动行为是否合理。5．1．3填充分析目的浇注系统的性能直接影响到制件的填充行为，因此进行填充分析的最终目的是为了获得最佳浇注系统。通过对不同浇注系统流动行为的分析比较，选择最佳浇口位置，浇口数目，最佳浇注系统布局。5．2FLOW分析FLOW分析用于预测热塑性高聚物在模具内的流动。MOLDFLOW通过程序，模拟从注塑点开始逐渐扩散到相邻点的流动前沿，直到流动前沿扩展并填充完制件上最后一个点，完成流动分析计算。5．2．1定义FLOW中要求用户定义的两个主要参数是PACKINGPRESSURE压实压力和PACKINGTIME压实时间。。PACKINGPRESSURE压实压力指完成速度控制到压力控制转变后的压力大小；。PACKINGTIME压实时间指速度控制转变为压力控制后，压力施加的时间；。HOLDPRESSURE保压压力定义了另一个不同大小的压力而不是压实压力，通常是一个比压实压力要小的值；。HOLDTIME保压时间指保压压力施加的时间。虽然PACKING和HOLD存在差别，但是如果用户在MOLDFLOW中进行PACKING（保压）的设置时，两者是等同的。在模腔被充满后的任何压力都被称为PACKING。5．2．2保压曲线传统的保压一般具有一个或两个恒定的压力降，这些压力降的在小相差无几，以便获得利用保压曲线进行保压的效果。当注塑机不能进行曲线式保压时，就采用传统保压方法，如果制件的避厚有一个较大的变化范围，那么传统保压方式的效果就和曲线式保压一样好。曲线保压方式中压力在时间上有一个连续，稳定的变化。在注塑机具备设置保压曲线的能力下，如果制件的壁厚变化不显著或者翘曲严重，采用这种保压方式比较好。同传统保压方式比，采用曲线式保压方式能够得到较均匀的制件体收缩率分布。体收缩率的高低由熔体冷凝时具有的压力大小决定，压力越大，收缩越小。采用曲线保压方式还能够减小保压压力。减小浇口处的压力从而增大浇口附近的体收缩，避免了OVERPACKING过保压现象的发生。MOLDFLOW与注塑机对压力曲线的阶段划分有所不同。5．2．3工艺条件设置PACKINGPRESSURE的大小是注塑压力的20%100%不等，也可以更大或更小。它的最佳初始值是注塑压力的80%。要注意压力最大值不能超出注塑机的锁模力。PACKTIME必须足够长，以使浇口冷凝。FLOW的工艺条件设置中有一项是PACK/HOLDINGCONTROL在这个选项中用户可以对保压曲线PACKINGPROFILE进行设置，PACKINGPROFILE用于控制注塑成型周期中的保压阶段，采用它可以控制体收缩率的分布，防止过保压和相关问题的出现。用户可以使用HYDRAULICPRESSURE液压压力；INJECTIONPRESSURE注塑压力；INJECTIONPRESSUREFACTOR注塑压力百分比；%MAXIMUMMACHINEPRESSURE注塑机最大压力百分比来指定压力曲线中的压力值大小。MOLDFLOW对PACK/HOLDINGCONTROL的默认选项是INJECTIONPRESSUREFACTORVS，TIME。当用户不了解注塑压力大小的时候可以直接采用该默认设置。如果用户已经知道期望PACKINGPRESSURE的压力值时，最好采用INJECTIONPRESSUREVS，TIME来设置PACKINGPROFILE。在PACKINGPROFILE中不需要考虑冷却时间。单击PACK/HOLDINGCONTROL右边的EDITPROFILE按钮，对PACKINGPROFILE进行各阶段的设置在对话框中表格第一列中输入达到用户指定压力需要花费的时间，在第二列中输入用户指定的压力或压力百分比。单击确定，完成PACKINGPROFILE的设置。5．2．4流动分析结果查看分析结果时要注意：。VOLUMETRICSHRINKAGE体收缩率是否均匀，体收缩率的结果越均匀越好。。浇口冷凝时间FROZENLAYERFRACTION冷凝层因子结果。从结果中动态的观察冷凝层的变化结果，找出浇口冷凝的时间，如果直到压力释放之后浇口或制件都没有冷凝，那么修改PACKTIME为更长的值然后重新分析。5．2．5流动分析目的进行流动分析是为了获得最佳保压阶段设置，从而尽可能地降低由保压引起的制品收缩，翘曲等质量缺陷。5．3COOL分析冷却分析用来分析模具内的热传递。冷却分析主要包含塑件和模具的温度，冷却时间等。5．3．1相关知识COOL阶段对制件质量的影响非常大，冷却的好坏直接影响着制件的最终表面质量，制件残余应力和结晶度等。冷却时间的长短决定了制件脱模时的温度和成型周期的长短，直接影响到产品成本的高低。MOLDFLOW中的冷却分析，考虑了和冷却相关的时间进行分析，即包含了保压时间。决定冷却系统性能优劣的因素有以下几个：。树脂熔体对模具的热传导速率；。整个模具中从塑料熔体/金属界面到金属/冷却剂界面的热传导速率；。从金属/冷却剂界面到冷却剂的传导速率。可见，热传递性能决定了冷却系统的性能。影响塑料熔体到模具壁的热传递速率的因素有：熔体的材料性能，如比热，热传导能力等；熔体与模壁之间的温度梯度；熔体和模壁之间的接触性能。在MOLDFLOW中假设熔体和模壁之间完全接触，即在模壁上，模具温度和制件温度是相等的。模具溫度越高，需要的冷却的时间越长。冷却剂流动速率对冷却系统的热传递性能起决定作用。流动行为可分为层流和湍流两种。湍流的热传递性能要远远好于层流。雷诺兹指数是衡量流动行为的重要指数，当雷诺兹指数大于2200时，代表流动由层流变为湍流。在MOLDFLOW中，要求冷却剂的流动速率足够快以获得10000的雷诺兹指数。但是增大冷却剂流速需要增大压力。因此用户应当根据压力大小选择适当的流动速率取得最佳冷却效果。从传递能力曲线上可以看出，湍流的热传递能力要好于层流的热传递能力，当流动速率达到临界值时，实际传递能力不再随着流动速率的增大而增大，成为一个恒定值。从温度梯度的变化上，更能体现湍流比层流的冷却效果更好。因此冷却分析时，一定要使雷诺兹指数足够大从而形成湍流。在定义冷却剂入口温度时要参考期望得到的模具表面温度，一般来说，冷却剂入口温度要比模具表面温度低10-20度，用户还可以根据冷却管道与制件之间的距离以及模具材料的热传递性能设置更合理的冷却剂入口温度。冷却管道的压力损耗取决于冷却管道的长度，直径和冷却剂流速。当冷却剂的出口温度比入口温度高2-3度时，同时冷却剂入口温度与冷却剂/金属界面温度之间差值在5度之内时，我们就可以认为冷却效果比较显著。注塑成型中常用的冷却剂如下：普通用水：随着季节的变化温度从20-25度不等；由加热器/循环器供应的水：30度以上；经冷却器冷却的水：10度；经冷却器冷却添加了防冻剂（通常为乙二醇）的水：5度；由加热器/循环器加热的油：80度以下。5．3．2冷却系统构件建模进行冷却分析时，可以用MOLDFLOW建模的有。。冷却系统：包括冷却管道，BAFFLE，BUBBLER和HOSE；。嵌件：可以为嵌件定义不同的材料，同时定义交界面上的热传递；。分型面：定义交界面上的热传递；。模具表面：根据模具尺寸定义。5．3．3冷却系统的设计1．冷却管道的布局冷却管道布局决定了制件冷却的均匀性。冷却管道应当尽量靠近高热量的制件区域，远离低热量的区域。2.冷却管道的位置冷却管道的位置由它与制件之间的距离，冷却管道之间的距离以及冷却管道半径确定。冷却管道的直径随着制件厚度的增大而增大，制件厚度小于2MM时，冷却管道直径取8-10MM。制件厚度小于4MM时，冷却管道直径取10-12MM；制件厚度小于6MM时冷却管道直径取12-15MM。冷却管道之间的距离应当小于管道直径的3倍。冷却管道与制件之间的距离应当是管道直径的2-3倍。冷却管道的长度增加冷却管道的长度就增大小进行热传递的表面积，从而提高了冷却能力。但冷却管道的压力损耗和冷却管道的长度同样成正比，同时也会导致冷却剂的出口温度与入口温度差值超过3度。为了避免由管道过长引起的这些问题，可以将长的冷却管道进行拆分，用多个管道代替。串行管道与并行管道采用串行管道可以获得均匀的流动速率和冷却效果。但是由于串行管道具有较长的长度，损耗的压力也较大。平行管道能在较低的压力下进行冷却，但是管道的流速不均匀，冷却效果不理想，还容易产生污垢阻流。冷却系统一般采用串行管道进行冷却，只有在串行管道要求的压力过高或者模具某个区域不能被串行管道有效冷却的情况下才使用平行管道。5．3．4冷却分析MOLDFLOW中典型的分析顺序为：FILL-COOL-FLOW-WARPAGEFILL可以优化制件的填充，平衡浇注系统并确定它的尺寸以及获得可行的保压；COOL优化冷却；FLOW必要时对保压进行优化，因为冷却可能对保压产生较大的影响。最后进行翘曲分析。冷却分析可分为手工和自动两种，采用手工分析方式时要用户指定冷却时间，采用自动分析方式时，则MOLDFLOW会计算出冷却时间，不需要用户指定。通过分析想要得到的结果确定了分析的类型。当用户已知成型周期时间表或者在模型具有很差的冷却管道布局时，采用手工方式进行冷却分析效果最好。利用自动方式，可以帮助用户计算出成型周期时间并缩短周期时间；当模型具有较差冷却管道布局时，如果采用自动方式进行分析，会延长成型周期时间，导致较差的计算结果，因此最好采用手工方式。5．3．5冷却分析结果完成COOL分析之后，会出现分析结果列表。冷却分析的结果根据其重要性可以分为重要结果和次要结果。冷却分析中的重要结果有：MOLDSURFACETEMPERATURE模具表面温度，包括TEMPERATURE（TOP）PART制件上表面温度，TEMPERATURE（BOTTOM），PART制件下表面温度。制件下表面温度结果，只有在中面模型中才有。TEMPERATUREDIFFERENCE，PART制件温度差。显示上表面和下表面温度差值。中面模型才有这个结果。TEMPERATUREPROFILE，PART制件温度曲线，对于FUSION模型来说，这个结果用于显示模腔和型芯的温度差。这个结果还可以用XY曲线形式输出，在XY曲线结果中，用户可以点选不同的点，查看温度差。SCREENOUTPUT屏幕输出，屏幕输出总结了分析的输入参数和输出结果，包括分析过程中可能出现的警告和错误，给出了分析得出的制件整体质量评估。冷却分析中的次要结果有：。CIRCUITPRESSURE冷却管道压力；。CIRCUITCOOLANTTEMPERATURE冷却剂温度；。CIRCUITMETALTEMPERATURE冷却管道温度；。CIRCUITFLOWRATE冷却剂流速；。CIRCUITREYNOLDSNUMBER冷却剂雷诺兹指数；。TIMETOFREEZE，PART制件冷凝时间；。MAXIMUMTEMPERATURE，PART制件最大温度；。MAXIMUMTEMPERATUREPOSITION，PART制件最大温度位置；。AVERAGETEMPERATURE，PART制件的平均温度；。RUNNERRESULTS流道结果。5．3．6冷却系统的效率冷却管道的设计当兼顾实现合理可行的均匀冷却和缩短成型周期时间两个方面。对于不同的制件，根据其均匀冷却和成型周期时间的重要性比例，作出不同的设计。冷却系统是否起到了作用，可以根据下面列出的准则进行判断。。制件底面与期望模具温度之间差值的最大值不大于10度；。制件顶面与期望模具温度之间差值的最大值不大于10度；。制件厚度截面上的温度差值，根据其局部硬度以及冷凝百分比判断是否可以接受。大的平面上如果有较大的温度差值且还没有完成冷凝，那么就比较容易发生翘曲。制件上下表面壁厚冷凝百分比最小值，根据制件的硬度，制件能够被顶出的程度以及顶出系统的设计和位置来确定。。制件平均温度与期望模具温度差值的最大值，在分析中默认设置为1度。但是，为了达到这个差值，需要较长的冷却时间使制件完全冷却直到达到顶出温度。。施加给冷却剂使其循环的压力必须小于系统能够提供的压力。这个压力值依赖于冷却剂的供给系统类型。。成型周期时间越小越好。5．3．7冷却分析目的通过冷却分析结果判断制件冷却效果的优劣，根据冷却效果计算出冷却时间的长短，确定成型周期所用的时间。在获得均匀冷却的基础上优化冷却管道布局，尽量缩短冷却时间，从而缩短单个制品的成型周期，提高生产率，降低生产成本。5．4WARP分析WARP分析用于判定采用热塑性材料成型的制件是否会出现翘曲，如果出现翘曲的话，查出导致翘曲产生的原因。所谓翘曲，就是不均匀的内部应力导致的制件缺陷。注塑成型的制件产生翘曲的原因在于收缩不均匀。成型材料影响着制件的翘曲。要获得稳定准确的成型尺寸的方法有两个：1.选用具有较小收缩且收缩均匀的材料。（但是，这样的材料通常都价格昂贵，提高了成本；2.通过设置合理的工艺条件，（用户可以选用稍微便宜的材料获得同样好的效果）。WARP分析次序在进行WARP分析前，要完成对COOL，FILL，FLOW的优化，在得到了合理的COOL，FILL，FLOW之后，再对制件进行WARP分析。首先，制件模型要通过网格检测；通过优化分析，得到最佳浇口位置和工艺窗口；然后，进行FILL分析；优化制件的填充，获得平衡的浇注系统和合理的尺寸大小以及可行的保压曲线；其次进行COOL分析；将温度差值减到最小，注意不要填充分析结果作为COOL的输入；再次，进行FLOW分析；必要时对保压曲线进行优化，在FLOW之前进行COOL分析，将COOL的结果余粮FLOW的输入，因为COOL对PACK可能产生很强的影响；最后，进行WARP分析；确定翘曲的类型，大小，产生的原因，减小翘曲。在MOLDFLOW中进行翘曲分析有两种组合：COOL-FLOW-WARP和FLOW-COOL-FLOW-WARP。在FCFW分析中假设具有恒定的查壁温度，在CFW分析中假设具有恒定的熔体温度。已经证实，假设具有恒定的熔体温度比假设具有恒定的模壁温度能够做出更准确的翘曲预测。因此，CFW分析次序更适合进行WARP分析。5．4．2确定翘曲类型翘曲分为两种类型：。STABLE类型，翘曲与收缩应力呈线性比例。。UNSTABLE类型，翘曲与收缩应力呈非线性比例。MOLDFLOW中支持的翘曲分析类型有：AUTOMATIC自动，SMALLDEFLECTION小偏差，LARGEDEFLECTION大偏差，BULKLING搓曲。MOLDFLOW默认的分析类型是AUTOMATIC，这种分析类型首先运行BUCKLING分析，如果制件BUCKLE那么就转为进行LARGEDEFLECTION分析。SMALLDEFLECTION类型用于分析线性翘曲问题。BUCKLING分析用于确定翘曲的类型是STABLE还是UNSTABLE。LARGEDEFLECTION类型用于分析非线性UNSTABLE翘曲问题。5．4．3确定翘曲大小确定翘曲大小的方式根据模具类型是中面模型还是FUSION模型的不同。当制件为中面模型时，进行AUTOMATIC分析。自动运行BUCKLING分析，如果制件BUCKLE那么就转为进行LARGEDEFLECTION分析。这种分析能够计算出实际的偏差值。根据制件规格PARTSPECIFICATION，查看偏差结果确定翘曲是否能够接受。如果出现BUCKLE，那么就不符合制件规格。通常Z方向上的结果，这个方位能很好地观察翘曲。当制件是FUSION模型时，进行SMALLDEFLECTION分析。目前MOLDFLOW在BUCKLE分析中不支持FUSION模型，因此不能对其是否产生BUCKLE进行判断。同样，根据制件规格PARTSPECIFCATION，查看偏差结果确定翘曲是否能够接受。5．4．4翘曲分析输入参数在进行FUSION模型翘曲分析之前，同样先设置分析次序为CFW，然后在工艺条件设置中，要适当的选择选项。如果模型较大，那么就选中USEITERATIVESOLVER选项，可以有效地缩短分析时间。5．4．5翘曲分析结果中面模型和FUSION模型完成了翘曲分析之后，会生成翘曲分析结果列表。从分析结果图中，我们可以全方位的查看翘曲结果，也可以分别从三个坐标轴方向单独观察该方向上的偏差。查看结果图示时，用户可以编辑结果属性，以便更好地查看结果。用户可以改变属性中的相关设置，如改变比例因子和ANCHORPLANE以改变观察的方式。必要时，用户可以定义ANCHORPLANE以更方便查看翘曲情况，一般情况下，ANCHORPLANE是定义在XY平面上的。同时可以利用QUERY按钮，查看特定点的信息。5．4．6翘曲产生的原因翘曲是由收缩变化过大引起的制件缺陷。原则上，导致收缩变化过大地原因有三条：收缩不均匀，取向不均匀，冷却不均匀。在中面模型的翘曲分析中，对翘曲产生原因的判定依赖于是否预测到了搓曲。在FUSION模型中，程序判定翘曲产生原因时，假定制件没有发生搓曲。5．5浇口位置分析MOLDFLOW中的优化分析可以根据模型几何形状以及相关材料参数，工艺参数分析出浇口最佳位置。用户可以在设置浇口位置之前进行浇口位置分析，依据这个分析结果设置浇口位置，从而避免由于浇口位置不当可能引起的制件缺陷。如果案例需要设置多个浇口，那么用户可以对模型进行多次浇口位置分析。当模型已经存在一个或者多个浇口，那么进行浇口位置分析会自动分析出附加浇口的最佳位置。5．5．1常见浇口类型简介常见的手动制作浇口包含以下几种类型：。边浇口EDGEGATE是最常用的手动制作浇口，它的厚度通常是制件壁厚的50%-75%，用户可以通过创建两点一维单元制作边浇口，它的截面形状可以是长方形也可以是梯形。。护耳式浇口。TABGATE与EDGEGATE有点类似，不同的是浇口通过TAB连接到制件上。这种浇口可以用来降低制件的剪切应力，使应力留在TAB中。。喷嘴浇口。SPRUEGATE的喷嘴直接深入到制件中，该浇口的尺寸由喷嘴的孔径决定。用户可以用一维单元创建。。隔膜浇口。通常在环状制件的内径中设置浇口，该制件通常具有薄壁区域。用户可以用SHELL薄壳单元创建。。环浇口。根据制件的几何形状可以分为对称和不对称两种类型。在实际生产中，通常制件的浇口形状都比较复杂，运用MOLDFLOW中的手工创建功能有时难以达到客户的要求。针对这种情况，用户可以将浇口与制件一起在CAD模型中构建，然后将其导入MOLDFLOW，在该位置创建浇注系统或者直接设置为注塑口，进行分析。5．5．2分析设置在进行浇口位置分析之前，需要选定成型材料和成型工艺条件，可以使用MOLDFLOW默认的工艺条件，也可以根据需要进行相关修改。如果用户模型采用单浇口成型，那么不需要设置注塑浇口；如果用户采用多浇口则对模型进行多次浇口位置分析。5．5．3分析结果完成了浇口位置分析之后，会产生两个结果：屏幕显示和最佳浇口位置分析结果图示。屏幕显示中给出了MAXIMUMCLAMPFORCE最大锁模力，MAXIMUMINJECTIONPRESSURE最大注塑压力，REC