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第六章Moldflow分析詳解 結(jié)果解釋 單一數(shù)據(jù)結(jié)果在填充或保壓過程中只記錄單一數(shù)值結(jié)果 其結(jié)果按節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)格單元的數(shù)值進(jìn)行存儲 其動畫只顯示從最大到最小值 包括 填充時間 Filltime 料流前鋒溫度 Temperatureatflowfront 填充結(jié)束時刻的加權(quán)平均溫度 Bulktemperature 填充結(jié)束時的凝固層系數(shù) Frozenlayerfraction 膠料來源 Growfrom 填充結(jié)束時刻的壓力 Pressure 收縮指數(shù) SinkIndex 凝固時間 Timetofreeze 頂出時刻的體積收縮 Volumetricshrinkage 結(jié)果解釋 中間數(shù)據(jù)結(jié)果記錄填充和保壓過程中的多個時刻的結(jié)果 默認(rèn)設(shè)置是在填充階段和保壓階段各記錄20個數(shù)據(jù)點(diǎn) 可設(shè)置的中間結(jié)果的數(shù)量范圍為0到100 默認(rèn)下 中間結(jié)果的動畫播放方式是以時間來控制 壓力 Pressure 平均速度 Averagevelocity 加權(quán)平均溫度 Bulktemperature 凝固層系數(shù) Frozenlayerfraction 加權(quán)平均的剪切速讀 Shearratebulk 在模壁上的剪切應(yīng)力 Shearstressatwall 體積收縮 Volumetricshrinkage 平均玻纖取向 Averagefiberorientation 中間剖面結(jié)果 剖面結(jié)果儲存了膠料經(jīng)過區(qū)域沿厚度方向的數(shù)值 因為它也是中間數(shù)據(jù)結(jié)果 所以在填充和報壓的過程中膠料所經(jīng)區(qū)域的信息也是存儲的幾個時間點(diǎn)的數(shù)據(jù) 在缺省狀態(tài)下 是不保存剖面的信息的在高級設(shè)置里的求解參數(shù)設(shè)置中 可以分別設(shè)置填充和保壓分析的剖面結(jié)果記錄剖次數(shù) 最多可以設(shè)置成20 最初的隨時間播放的動畫顯示的是法向厚度為0的剖面層的結(jié)果 中間剖面結(jié)果包括 剪切速度 Shearrate 溫度 Temperature 速度 Velocity XY圖 X Y圖是兩維圖 在一個周期里 一個值隨著另外一個值而改變 都可以用X Y圖來表示 鎖模力 Clampforce XYplot 射出膠料重量的百分比 Showweight XYPlot 進(jìn)膠口出的壓力 Pressureatinjectionlocation XYPlot 推薦的螺桿速度 Recommendedramspeed XYPlot 要將中間結(jié)果制成X Y圖 需要重新創(chuàng)建該結(jié)果 當(dāng)創(chuàng)建時 要將類型指定為X Y圖 通過鼠標(biāo)選定或手工指定節(jié)點(diǎn)或單元的號碼 來重新創(chuàng)建想要的X Y圖 填充分析 選擇成型材料 設(shè)定進(jìn)料位置及模溫和料溫 進(jìn)行填充模擬分析 填充時間FillTime 充模時間顯示的是熔體流動前沿的擴(kuò)展情況整個填充過程 從圖中可以得到塑料流過每一點(diǎn)的時間 藍(lán)色為最后填充處 作用 預(yù)估填充所需時間 預(yù)測最后填充處 填充是否平衡 無滯流現(xiàn)象等 填充壓力Pressure 填充結(jié)束時模型各點(diǎn)的壓力 藍(lán)色為最低壓力 紅色為最高壓力 作用 查看填充過程中所需的最大壓力 以此壓力為參考值來設(shè)置成型工藝參數(shù)和選擇成型機(jī)規(guī)格 填充溫度Temperature 填充結(jié)束時模型各點(diǎn)的溫度 藍(lán)色為最低溫度 紅色為最高溫度 作用 查看溫度是否超出塑料的成型溫度范圍 溫度過低會降低塑料的流動性 產(chǎn)生短射或滯流 溫度過高會使塑料發(fā)生裂解 影響產(chǎn)品質(zhì)量 注射位置壓力 XY圖 通過注射位置壓力的XY圖可看到壓力的變化情況 熔體被注入型腔后壓力持續(xù)增高 若壓力出現(xiàn)尖峰 通常在充模快結(jié)束時 表明制件沒有很好達(dá)到平衡充模 或者由于流動前沿物料體積的明顯減少使流動前沿的速度提高 熔接線WeldLines 左圖圓圈中紫色線條顯示的是熔接線位置 作用 預(yù)測熔接線位置 避免熔接線影響外觀或降低強(qiáng)度 通過調(diào)整澆注系統(tǒng)來改變?nèi)劢泳€位置 控制波前對接角度和溫度也可以控制熔接處的質(zhì)量 氣泡AirTraps 左圖紫色圓點(diǎn)顯示的是氣泡可能出現(xiàn)的位置 作用 預(yù)測氣泡位置 避免在產(chǎn)品內(nèi)部形成氣泡 甚至燒傷 在可能出現(xiàn)氣泡的地方做好排氣 冷卻分析 冷卻分析 選擇冷卻模型 設(shè)定冷卻液種類 溫度及流速 進(jìn)行冷卻模擬分析 外表面溫度TopTemperature 左圖為產(chǎn)品外表面溫度分布 作用 查看定模側(cè)冷卻系統(tǒng)的冷卻效果 有無過高或過低溫度 內(nèi)表面溫度BottomTemperature 左圖為產(chǎn)品內(nèi)表面溫度分布 作用 查看動模側(cè)冷卻系統(tǒng)的冷卻效果 有無過高或過低溫度 內(nèi)外表面溫度差Temp Difference 左圖為產(chǎn)品內(nèi)外表面溫度差 作用 查看產(chǎn)品內(nèi)外側(cè)的溫度差 溫差越小 產(chǎn)品質(zhì)量越高 根據(jù)溫差調(diào)整冷卻系統(tǒng) 冷卻的影響 產(chǎn)品品質(zhì)表面光潔度殘余應(yīng)力結(jié)晶度熱彎曲 生產(chǎn)成本頂出溫度循環(huán)時間 模具溫度與冷卻時間 模溫增加 冷卻時間增加 2mm厚 200mm長的產(chǎn)品 以中間范圍的料溫和1s時間注射 在注射成型中的熱量傳遞 影響冷卻系統(tǒng)性能的參數(shù) 從塑料到模腔壁的熱傳導(dǎo)從模腔壁到水管壁的熱傳導(dǎo)從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導(dǎo) 從塑料到模腔壁的熱傳導(dǎo) 影響冷卻系統(tǒng)性能的參數(shù)模具材料熱特性 比熱 導(dǎo)熱性料溫和模溫之間的溫度梯度塑料和模腔壁間接觸的質(zhì)量 保證良好的接觸 冷卻液流動率與熱交換 層流 Re 2300 的溫度梯度 紊流 Re 2300 的溫度梯度 散熱 有效的散熱水路出水溫度比入水溫度高2 3 以內(nèi)水管壁溫度比入水溫度高5 以內(nèi)應(yīng)該能足夠有效以使水路的布置成為控制因素 冷卻水路設(shè)計考慮 冷卻水路設(shè)置要使冷卻效果均勻靠近熱量較多處遠(yuǎn)離熱量較少處 冷卻水路設(shè)計考慮 水路尺寸及排放位置水管與產(chǎn)品表面的距離相鄰水管的距離 不均勻散熱 均勻散熱 冷卻水路設(shè)計考慮 水路尺寸及排放位置冷卻水路的長度哪個設(shè)計較好 B還是C B受壓力限制 C若用軟管連接中間的Out和In 會受流速的限制 可能比B需要更高的壓力 冷卻水路設(shè)計考慮 水路尺寸及排放位置的特殊結(jié)構(gòu)Baffles隔板Bubblers噴泉 設(shè)定必需的步驟 優(yōu)點(diǎn) 流速均勻 排熱均勻缺點(diǎn) 壓降高 優(yōu)點(diǎn) 適用于入子四周 低壓下可達(dá)高流速缺點(diǎn) 各分支流速不一樣 各分支冷卻效果不佳 易產(chǎn)生污垢 串聯(lián)水路 并聯(lián)水路 冷卻液參數(shù) Flowrate流動率影響模具與冷卻水之間的對流Flowrate應(yīng)該足夠高以能達(dá)到Reynoldsnumber 雷諾數(shù) 10 000Reynoldsnumber是紊流的量度標(biāo)準(zhǔn) 大于2300才能達(dá)到紊流要使水流速率加倍 則需要八倍的泵供液量 冷卻液參數(shù) Inlettemperature進(jìn)水溫度 進(jìn)水溫度由期望得到的模具表面溫度來控制 通常比模具表面溫度低10 20 將依賴于水路與產(chǎn)品的距離和模具材料的導(dǎo)熱性PressureDrop壓力降在工廠冷卻液供給能力下設(shè)計水路的壓力降壓力降直接關(guān)系到 水路長度 水路直徑 水流速率 冷卻液參數(shù) Coolant冷卻液水塔或城市用水 一般20 25 隨季節(jié)變化以加熱器 heater 或循環(huán)器 circulator 可將水加熱到30 或以上從冷卻器 chiller 獲得低至10 的冷卻水在冷卻器 chiller 里將水和防凍劑 antifreeze 通常是乙二醇glycol 混合 一般可達(dá)到5 以加熱器 heater 或循環(huán)器 circulator 可將油 Oil 加熱到80 或以上 查看結(jié)果 PartElementalTop產(chǎn)品凹模面溫度PartElementalBottom產(chǎn)品凸模模面溫度TemperatureDifference凸凹模面溫差PercentFrozen凝固層比率Screenoutput屏幕輸出水路相關(guān)訊息FlowRate流動率Reynoldsnumber雷諾數(shù)Temperaturerise溫升Pressuredrop壓力降 凹模面與凸模面溫度 凸凹模溫差 最大溫度與平均溫度 冷卻的優(yōu)化 冷卻水路排布模具內(nèi)是否有足夠的空間可移動水路水路是否可以打斷模具是否還沒加工冷卻液溫度所有的水路若有兩個以上的模溫機(jī)可設(shè)定不同的溫度冷卻時間通常應(yīng)該保持最小值然而冷卻時間越短 溫度分布越差流動率若已達(dá)到紊流 再加大流動率通常是浪費(fèi)能源的 對照目標(biāo)查看結(jié)果 最好是在一個固定的周期內(nèi)優(yōu)化溫度分布溫度變化越小越好厚度上的溫度分布凸凹模面溫差分布查看結(jié)果Temperature top partTemperature bottom partTemperatureDifference part midplane TemperatureProfile part 優(yōu)化冷卻時間 有以下情形時 冷卻時間可以優(yōu)化可接受的溫度分布已確定凸模平均溫度低于或等于目標(biāo)模溫運(yùn)行自動分析優(yōu)化冷卻時間 優(yōu)化冷卻的實際操作 查看冷卻分析結(jié)果改變一些項目來改善凸凹模面溫差 如水路排布 增加水路 支流 改變位置水溫 可設(shè)定到3種不同的溫度增加入子 insert 流動率 保壓分析 保壓分析 選擇保壓壓力 設(shè)定保壓曲線 進(jìn)行保壓模擬分析 保壓分析最好在完成了零件的填充優(yōu)化 流道的尺寸優(yōu)化 流道平衡和冷卻分析后再進(jìn)行 保壓壓力 保壓壓力大約是填充壓力的80 可以有較大變化 一般為填充壓力的20 80 當(dāng)然 也可以超出該范圍 保壓壓力需小于注塑機(jī)的鎖模力 保壓時間 必須足夠長 好讓澆口凝固 這個時間能夠從填充分析的冷卻時間 timetofreeze 結(jié)果中估算出來 然而 由于保壓期間的剪切生熱 這個時間可能會偏小 對于第一次的保壓分析 可估算一個較大值確定澆口凝固的最好的方法是通過凝固層系數(shù) frozenlayerfraction 結(jié)果 查看澆口什么時候凝固 凝固序列 FrozenTimeSeries 左圖顯示的是整個成型過程中的凝固情況 紅色的地方先凝固 作用 凝固先后直接影響到保壓質(zhì)量及產(chǎn)品的收縮量 根據(jù)此圖相應(yīng)的調(diào)整冷卻系統(tǒng)及澆注系統(tǒng)可以得到更好的保壓效果 體積收縮VolumetricShrinkage 左圖顯示的是各處的體積收縮百分比 作用 體積收縮越均勻產(chǎn)品質(zhì)量越好 翹曲量越小 收縮不均可能產(chǎn)生局部嚴(yán)重縮水 凹痕等缺陷 根據(jù)圖中顯示的收縮量 相應(yīng)調(diào)整保壓曲線 可以獲得更好的保壓效果 壓力Pressure 從注塑開始到冷卻結(jié)束整個過程中的噴嘴處的壓力變化曲線 最大為35MPa 作用 確定注塑機(jī)相關(guān)參數(shù) 鎖模力ClampTonnage 從注塑開始到冷卻結(jié)束整個過程中的鎖模力的變化曲線 最大為150噸 作用 確定所需注塑機(jī)的規(guī)格 傳統(tǒng)和曲線保壓 傳統(tǒng)保壓有1 2段恒壓2段時與曲線保壓相似當(dāng)機(jī)器沒有能力進(jìn)行曲線保壓時使用如果產(chǎn)品壁厚變化比較大時使用該保壓方法可能是比較好的曲線保壓壓力隨時間而變化 曲線保壓可達(dá)成的效果 使產(chǎn)品的體積收縮分布更均勻當(dāng)塑料冷卻凝固時體積收縮由作用于塑料上的壓力決定 壓力越大收縮越小在產(chǎn)品上總是存在壓力梯度的隨時間降低壓力一直降到澆口處為零 曲線保壓 何時采用曲線保壓曲線當(dāng)機(jī)器有能力時當(dāng)產(chǎn)品壁厚變化不大時當(dāng)翹曲很重要時 保壓術(shù)語 實際注射時間 實際注射時間 制作保壓曲線 最佳化產(chǎn)品填充流道平衡冷卻確定初始保壓壓力以機(jī)器最大鎖模力的80 作為保壓壓力最大值 公式單位為公制 制作保壓曲線 以恒定保壓壓力運(yùn)行保壓分析初始的保壓時間取希望得到的保壓時間與冷卻時間的總和此分析確保澆口已經(jīng)完全凝固如果冷卻分析已經(jīng)運(yùn)行過 在此分析中使用相同的保壓時間與冷卻時間的總和 制作保壓曲線 查看結(jié)果來繪制曲線初始體積收縮分布 從收縮綜合報表中取得資料與典型收縮數(shù)值做比較確定恒定壓力 恒定保壓時間 壓力衰減時間和冷卻時間 采用以下項目隨時間變化的軌跡溫度 temperature 凝固層比率 frozenlayer 注入點(diǎn)的壓力 pressureofinjectionlocationnode 澆口或產(chǎn)品上的nodes和elements的壓力 制作保壓曲線 采用衰減的保壓壓力運(yùn)行多層保壓分析 Multi laminatepacking 檢查體積收縮分布對整個產(chǎn)品或產(chǎn)品中的某一部分縮放體積收縮必要時修改保壓曲線使用注入點(diǎn) 澆口或產(chǎn)品上的nodes的壓力軌跡調(diào)整保壓曲線 精確調(diào)整PackingProfile 對最后填充區(qū)域的調(diào)整調(diào)整constant pressure持續(xù)時間縮短 體積收縮升高對澆口區(qū)域的調(diào)整改變壓力衰減率變慢 體積收縮降低對中間填充區(qū)域的調(diào)整斜坡 Step 衰減率 增加 體積收縮降低 翹曲分析 優(yōu)化填充 優(yōu)化產(chǎn)品的填充是最重要的步驟之一 如果填充情況良好 且符合產(chǎn)品的設(shè)計要求 那么翹曲一般都會比較低 翹曲容易被接受 填充的優(yōu)化一般包括以下幾步 決定澆口位置 找出合適的工藝條件 優(yōu)化產(chǎn)品的填充 平衡流動 無過保壓 無積氣 高質(zhì)量的熔接線 無滯流等 優(yōu)化澆注系統(tǒng)的尺寸 并平衡流道 優(yōu)化冷卻 冷卻的基本目標(biāo)就是使模具各部分的熱傳遞均勻 冷卻的第二個目標(biāo)是使模具的冷卻時間最短 冷卻分析必須等到產(chǎn)品設(shè)計完成 基本的模具設(shè)計也完成后 知道了冷卻水路的排布才能進(jìn)行 從填充分析中輸入到冷卻分析中的數(shù)據(jù)主要是 目標(biāo)模具溫度 熔料溫度 預(yù)計的成型周期 優(yōu)化保壓 保壓過程主要是熱交換 通過將冷卻分析的結(jié)果輸入到流動分析中可以更準(zhǔn)確的建立產(chǎn)品與周圍區(qū)域的熱交換模型 獲得更準(zhǔn)確的保壓分析 優(yōu)化保壓可獲得較小且均一的體積收縮 優(yōu)化保壓也可在冷卻分析前進(jìn)行 但冷卻分析后需對重新分析保壓以檢查結(jié)果是否還符合要求 冷卻做的越好 保壓結(jié)果也會越好 翹曲分析 設(shè)定翹曲變形參考坐標(biāo) 進(jìn)行翹曲變形模擬分析 總體變形DeflectionTotal 總的變形量 變形分為X Y Z三個方向的變形 它們?nèi)齻€的矢量和就是總的變形量 作用 查看產(chǎn)品的變形情況是否符合要求 X Y Z X Y Z變形分量DeflectionX Y Z X和Y方向變形均勻 不會引起翹曲 Z方向變形不均 翹曲主要發(fā)生在Z方向上 Z變形原因DeflectionZ 翹曲主