2023學(xué)年完整公開課版模流分析

模流流動(dòng)分析

教學(xué)目標(biāo)：

通過這一部分的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠熟悉模流分析的相關(guān)知識(shí)，以及流動(dòng)分析的結(jié)果解釋應(yīng)用，從而提高復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

教學(xué)內(nèi)容：（一）模流分析發(fā)展現(xiàn)狀（二）模流分析相關(guān)參數(shù)（三）常見注塑缺陷及解決辦法（四）模流分析流程（五）成型階段劃分與流動(dòng)行為（六）流動(dòng)分析結(jié)果解釋及應(yīng)用（一）模流分析發(fā)展現(xiàn)狀一般的CAE軟件之架構(gòu)可以區(qū)分為三大部分：前處理器(pre-processor)、求解器(solver)和后處理器(post-processor)

Moldflow軟件可以對(duì)整個(gè)注塑過程及這一過程對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響進(jìn)行模擬。Moldflow可以對(duì)制件的幾何形狀、材料的選擇、模具設(shè)計(jì)及加工參數(shù)設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化以獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品并進(jìn)行深入的分析和優(yōu)化。（二）模流分析相關(guān)參數(shù)1.熔融溫度2.模具溫度3.壓力4.黏度5.時(shí)間1.熔融溫度最初設(shè)定的熔膠溫度應(yīng)參考樹脂供貨商的推薦數(shù)據(jù)。通常選擇高于軟化溫度、低于樹脂之熔點(diǎn)做為熔膠溫度，以免過熱而裂解。2.模具溫度較低的模具溫度可以加速成形周期，故應(yīng)盡量使用可接受的最低模具溫度。模具溫度應(yīng)該是在熔膠的流動(dòng)性與模具溫度之間作折衷選擇。假如可能的話，應(yīng)該讓臨界之凝固位置(thecriticalfreezinglocation)發(fā)生在澆口處。3.壓力注射壓力和保壓壓力應(yīng)該足夠高，維持足夠久，以便在塑件的收縮階段繼續(xù)填注塑料，將收縮量最小化。然而，太高的注射壓力會(huì)造成塑件潛在的應(yīng)力。兩段式加壓可以應(yīng)用在一些制程，第一階段的高壓進(jìn)行充填，第二段則以較低壓力進(jìn)行保壓。

4.黏度黏度是塑料對(duì)變形的抵抗力。黏度隨剪變率或溫度增加而降低，隨著壓力增大而增加。熔融塑料大多呈現(xiàn)假塑性行為，即根據(jù)指數(shù)律(powerlaw)，黏度有以下計(jì)算公式：5.時(shí)間注塑時(shí)間保壓時(shí)間冷卻時(shí)間開模時(shí)間（三）常見注塑缺陷及解決辦法1.困氣2.遲滯3.噴射4.短射5.凹陷6.收縮和翹曲7.熔接痕1.困氣困氣(airtraps)是指熔膠波前將模穴內(nèi)的空氣包覆，它發(fā)生在熔膠波前從不同方向的匯流，或是空氣無法從排氣孔或鑲埋件之縫隙逃逸的情況。

要消除包風(fēng)可以降低射出速度，以改變充填模式；或者改變排氣孔位置、加大排氣孔尺寸。由于競(jìng)流效應(yīng)所造的包風(fēng)可以藉由改變塑件肉厚此例或改變排氣孔位置加以改善排氣問題。2.遲滯遲滯效應(yīng)（hesitation）或遲滯痕跡是一種塑件表面的瑕疪，它導(dǎo)因于熔膠流經(jīng)薄壁區(qū)或壁厚突然變化區(qū)域，造成流動(dòng)停滯。遲滯效應(yīng)可能經(jīng)由變更塑件壁厚或改變澆口位置而改善。要排除塑件的遲滯痕跡，必須考慮重新設(shè)計(jì)塑件與模具，微調(diào)成形條件也是可以思考的方向。3.噴射當(dāng)熔膠以高速流過噴嘴、流道、或澆口等狹窄的區(qū)域后，進(jìn)入開放或較寬厚的區(qū)域，并且沒有和模壁接觸，就會(huì)產(chǎn)生噴射流(jetting)。更改模具設(shè)計(jì)：通常噴射流問題出現(xiàn)在澆口設(shè)計(jì)，你可以重新安置或變更澆口設(shè)計(jì)，以引導(dǎo)熔膠與側(cè)壁金屬模面接觸。調(diào)整成形條件：調(diào)整為最佳的螺桿速度曲線，使熔膠波前以低速通過澆口，等到熔膠探出澆口外再提高射速，以消除噴射流。4.短射短射(shortshot)是熔膠無法充滿整個(gè)型腔的現(xiàn)象，特別是薄壁區(qū)或流動(dòng)路徑的末端區(qū)域。改善塑件短射的方法有：變更塑件設(shè)計(jì)，變更模具設(shè)計(jì)，調(diào)整成形條件等5.凹陷凹陷(sinkmarks)是指塑料的射出量低于型腔容積，造成塑件表面局部下陷，一般發(fā)生在塑件的厚壁區(qū)，或者是肋、凸轂、內(nèi)圓角之相接平面上。改善塑件凹陷的方法：變更塑件設(shè)計(jì)，變更模具設(shè)計(jì)，調(diào)整成形條件，小心準(zhǔn)備塑料等。6.收縮和翹曲翹曲是塑料注塑成形先天上就會(huì)發(fā)生收縮，因?yàn)閺闹瞥虦囟冉档绞覝兀瑫?huì)造成聚合物的密度變化，造成收縮。如果制件各部分收縮不一致，就會(huì)產(chǎn)生翹曲。假如整個(gè)塑件有均勻的收縮率，塑件變形就不會(huì)翹曲，而僅僅會(huì)縮小尺寸；殘留應(yīng)力也會(huì)造成翹曲，加長(zhǎng)成形品在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間可以改善此類翹曲。不均勻的冷卻也會(huì)造成翹曲。頂出時(shí)成形品溫度太高，頂針使成形品翹曲。另外，當(dāng)熱的成形品掉入集料箱也會(huì)造成翹曲。7.熔接痕是產(chǎn)品成型過程中兩股以上料流相匯合產(chǎn)生的細(xì)線狀缺陷?？梢酝ㄟ^適當(dāng)提高料筒和噴嘴的溫度，同時(shí)降低冷卻介質(zhì)的數(shù)量和流速來解決（四）模流分析的流程1.前處理：項(xiàng)目創(chuàng)建及模型導(dǎo)入；模型的網(wǎng)格劃分；網(wǎng)格缺陷修改；分析類型及順序的設(shè)置；產(chǎn)品原料的選擇；一模多腔的布局；澆注系統(tǒng)的建立；冷卻系統(tǒng)的建立；工藝過程參數(shù)的設(shè)置。2.求解分析：3.結(jié)果分析及相關(guān)后處理：流動(dòng)分析結(jié)果；冷卻分析結(jié)果；翹曲分析結(jié)果。（五）成型階段劃分和流動(dòng)行為1。注塑階段劃分2.熔體注射時(shí)的流動(dòng)行為1.注塑階段劃分注射階段壓實(shí)階段補(bǔ)償階段2.塑料流動(dòng)行為噴泉流動(dòng)充模時(shí)的剪切速率分布流動(dòng)前沿的速度分布（六）流動(dòng)分析結(jié)果解釋1.filltime2.pressureatendoffill

3.pressureatinjectionlocation

4.bucktemperature平均溫度分布5.weldlines

6.airtraps

1.Filltime2.