CAE在注塑模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

1、CAE在注塑模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析 摘 要：CAE技術(shù)是注塑模具設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的工具，目前，CAE技術(shù)在國外的推廣較為廣泛，而在國內(nèi)卻存在一定的問題，需要進(jìn)一步的開展。CAE技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的優(yōu)化、分析、保壓、冷卻分析、翹曲分析和產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化等，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與分析評(píng)估這些方面有著宏大的優(yōu)勢(shì)，可以使模具設(shè)計(jì)的合理性以及產(chǎn)品質(zhì)量得到有效進(jìn)步，對(duì)于產(chǎn)品的實(shí)際消費(fèi)有著非常重要的意義。鑒于此，文章描繪了CAE技術(shù)在注塑模具設(shè)計(jì)中的現(xiàn)狀，并介紹其在塑料制品消費(fèi)中的應(yīng)用，以供參考。 關(guān)鍵詞：CAE技術(shù)；注塑模具；設(shè)計(jì)；應(yīng)用；分析 1 CAE技術(shù)的開展現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)外CAE技術(shù)在注塑模具設(shè)計(jì)中的開展

2、各有不同，而相比于國外先進(jìn)技術(shù)，我國的CAE技術(shù)的開展仍然存在一定的差距，主要表達(dá)在CAE技術(shù)的研究、開發(fā)、推廣以及應(yīng)用等方面，詳細(xì)介紹如下。 1.1 國外CAE技術(shù)的開展情況 目前，CAE技術(shù)在國外的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛。上世紀(jì)50年代，一些美國的學(xué)者在聚合物過程模型的建立上就已經(jīng)開場(chǎng)運(yùn)用到了數(shù)值計(jì)算的方法。 到了上世紀(jì)80年代，CAE技術(shù)在注塑成型方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。目前國外的CAE技術(shù)開展與應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，的一些企業(yè)已經(jīng)擁有比擬完善的注塑CAE軟件，例如澳大利亞的Moldflow、美國的I-DEAS、德國的CADMLD等。 近幾年來，CAE技術(shù)在我國的研究、開發(fā)以及推廣等方面已經(jīng)獲得

3、了一定的打破，并獲得了不錯(cuò)的成果。 例如在軟件方面，Z-Mold軟件以及HSCAE軟件已經(jīng)得到了較好的應(yīng)用與開展。 然而，我國CAE技術(shù)的開展并不理想，仍然存在諸多問題，其中比擬嚴(yán)重的問題就是大部分企業(yè)沒有充分到CAE技術(shù)的優(yōu)越性、重要性以及其應(yīng)用可以帶來的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)其重視程度不高。 此外，政府立項(xiàng)為國內(nèi)CAE軟件設(shè)計(jì)的主要途徑，需要國家工程資金的支持才能進(jìn)展研發(fā)，這在很大程度上限制了CAE技術(shù)的深化研究與開展，以及其市場(chǎng)推廣和應(yīng)用。 2 CAE技術(shù)在塑料制品消費(fèi)中的應(yīng)用 2.1 CAE技術(shù)在高分子材料選用及塑料制品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 在產(chǎn)品初始設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者需要借助CAD/CAE，進(jìn)步對(duì)產(chǎn)品工

4、藝性的關(guān)注度，并提出相關(guān)敏感問題，例如：熔接痕、困氣、壓力、溫度分布、流動(dòng)時(shí)間等，據(jù)此將制品的厚度、機(jī)構(gòu)形狀、材料以及澆口位置等確定下來有利于后續(xù)工作的開展。同時(shí)可以通過流動(dòng)分析使制品設(shè)計(jì)過程中存在的問題得到解決，詳細(xì)介紹如下： 制品是否可以全部注滿，這個(gè)問題屬于消費(fèi)中的老問題，受到許多制品設(shè)計(jì)人員的高度重視，在大型制件中如容器、蓋子以及家具等尤為突出；制品實(shí)際最小壁厚，假如要使制件的材料本錢得以降低，那么應(yīng)該使用薄壁制品，此外，減小壁厚還可以使制件的循環(huán)時(shí)間得到很大程度的縮短，進(jìn)而使消費(fèi)效率得以進(jìn)步，塑件本錢得以降低。 2.2 CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用 CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造階

5、段的應(yīng)用可以分為五個(gè)方面，詳細(xì)介紹如下。 2.2.1 在充填形式的優(yōu)化方面 在注塑成型的過程中，充填方式的控制至關(guān)重要，如此可以進(jìn)步塑件成型的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。注塑方式中單向充填屬于一種較好的方式，其可以使塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性得到進(jìn)步。并且此類充填形式可以降低由于不同分子取向而造成的曲翹變形的幾率。 2.2.2 在澆口位置與澆口數(shù)量方面 為了有效控制充填形式，模具在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)澆口位置與數(shù)量進(jìn)展選擇，確?？梢缘竭_(dá)控制的效果，CAE分析可以為設(shè)計(jì)者在澆口位置的選擇上提供多種方案，并且可以根據(jù)其影響作出相應(yīng)的評(píng)價(jià)，有利于設(shè)計(jì)的判斷與選擇。 2.2.3 在流道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方面 通常在模

6、具的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)各種因素進(jìn)展反復(fù)的考慮與權(quán)衡，確保設(shè)計(jì)方案最優(yōu)化。借助流動(dòng)分析，可以為設(shè)計(jì)者在壓力、溫度方面提供根據(jù)，設(shè)計(jì)出具有平衡性的壓力、溫度的流道系統(tǒng)，此外還可以評(píng)估流道內(nèi)剪切速率以及摩擦熱量，這樣可以使材料降解以及型腔內(nèi)熔體溫度過高的問題得到有效的防止。 2.2.4 在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化方面 為實(shí)現(xiàn)均勻的冷卻效果，需要借助對(duì)冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過程的影響的分析，對(duì)冷卻管路的布局以及工作條件進(jìn)展優(yōu)化處理。此外，這樣可以將成型周期縮短，并使產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力減少。 2.2.5 在本錢控制方面 由于試模與修模具有一定反復(fù)性，這必然導(dǎo)致大量的人力、物力與財(cái)力的損耗，不利于本錢的控制。而CAE

7、分析可以使模具一次試摸成功的概率得到進(jìn)步，減小反修本錢。與此同時(shí)，模具沒有經(jīng)過反復(fù)的修模，可以有較長(zhǎng)的使用壽命。 2.3 CAE技術(shù)在試模成形、產(chǎn)品注塑消費(fèi)階段的應(yīng)用 注塑分析相連于注塑機(jī)網(wǎng)絡(luò)，注塑消費(fèi)方可以實(shí)現(xiàn)對(duì)前期技術(shù)人員成果的奉獻(xiàn)，將制品設(shè)計(jì)、模具、加工過程中出現(xiàn)的異常問題進(jìn)展排除。對(duì)注塑機(jī)參數(shù)進(jìn)展實(shí)時(shí)的監(jiān)控與調(diào)整，使制件質(zhì)量的穩(wěn)定性與可加工性得到進(jìn)步，同時(shí)還可以有效控制制品的本錢，進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益。CAE技術(shù)在試模成形、產(chǎn)品注塑消費(fèi)階段的應(yīng)用主要為以下幾個(gè)方面： 加工裕度流動(dòng)分析更加全面與穩(wěn)定，對(duì)主要的注塑加工參數(shù)提出了一個(gè)目的趨勢(shì)，例如熔體溫度、模具溫度以及注射速度等，借助流通分析，注塑

8、者可以對(duì)各個(gè)加工參數(shù)的正確值進(jìn)展估定。并將其變動(dòng)范圍確定下來。此外，還會(huì)和模具設(shè)計(jì)者共同使用最經(jīng)濟(jì)的加工設(shè)備，使設(shè)定出來的模具方案最優(yōu)化。 CAE技術(shù)的應(yīng)用可以使塑件應(yīng)力與翹曲減小，為保證塑件參與應(yīng)力最小，必須選擇最好的加工參數(shù)。通常情況下剩余應(yīng)力會(huì)使塑件成型之后發(fā)生翹曲變形，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)失效。 應(yīng)用CAE技術(shù)還可以節(jié)省材料，防止充模過量，設(shè)計(jì)流道與型腔時(shí)應(yīng)采用平衡流動(dòng)，這樣有利于節(jié)省材料以及消除由于部分注射過量而導(dǎo)致翹曲變形的問題。 CAE技術(shù)還能確保流道尺寸最小化以及控制回用料本錢，流動(dòng)分析可以為注塑者提供一個(gè)可靠的根據(jù)，幫助其選定最正確的流道尺寸，使流道部分塑料的冷卻時(shí)間得以縮短，進(jìn)而將整個(gè)注射成型的時(shí)間縮短，并且減少回收料的形成或廢料的澆道部分的體積。 3 結(jié) 語 綜上所述，CAE技術(shù)