Moldflow軟件在塑料成型技術課程教學中的應用

摘 要:本文以塑件產生的翹曲變形的缺陷為例論述如何通過理論分析、Moldflow軟件直觀展示、啟發升華、對比等方法提高《塑料成型技術》課堂教學的效果。其中有效應用Moldflow軟件是本文的重點，掌握Moldflow軟件在教學中應用的時機和方法，只有這樣才能更好的發揮模擬軟件的作用，激發學生的學習興趣，最大限度的提高課堂的教學效果。

關鍵詞:翹曲理論分析圖形展示思維啟發 對比

中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0185-01

近年來隨著塑料工業的不斷發展，塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產業及與人們日常生活相關的各個領域中得到了廣泛的應用。為適應市場的需求，許多中職學校的模具制造專業中都開設了《塑料模塑成型技術》的課程，《塑料模塑成型技術》課程主要講述了塑料的各種成型的方法、工藝參數和成型模具。講述了成型方法及工藝參數內容時采用教學方法以課堂講解為主，并輔之現場成型過程的參觀和模具拆裝實訓來強化效果。但由于該課程涉及的成型工藝參數較多、加上中職學生基礎較差，抽象思維能力不強，教學效果往往不是特別的理想，我在多年的教學中在課堂上引入了Moldflow軟件，直觀形象，激發了學生學習的興趣，改善了課程的教學效果，提高了學生知識綜合運用的分析能力。本文以引起塑件翹曲原因分析為例說明了Moldflow在課程教學中的應用。

在講述塑件翹曲變形缺陷時，首先講述翹曲的特征是:制品的形狀偏離了模具型腔的形狀，它是塑料制品常見的缺陷之一;分析塑件翹曲形成的原因時，分析到引起翹曲的原因可能有以下幾個方面:塑件本身的結構、成型工藝條件、塑料原料、模具結構等，但設計人員最容易調整的還是工藝條件，工藝條件中有:收縮不均、冷卻不均、高分子取向因素等，講述這些因素時學生往往覺得枯燥的條目很多，理解起來困難，但如果借用Moldflow來說明，效果則會好很多，也極易表現。

1 進行翹曲理論分析

塑膠材料為:PC+ABS，制造商為GE;塑件制品的要求是強度高、尺寸穩定、敞口平整、外觀光潔、無縮痕。

產生翹曲的可能原因有:塑件是箱體類零件，要考慮邊角效應;成型過程中收縮不均;冷卻不均勻;等高分子在型腔內的流動造成的分子取向。

這樣的初步分析可以使學生對翹曲原因有初步的印象，但是這些因素對翹曲影響的大小和具體情況學生并不清楚，需要直觀展示才能強化效果。

2 利用Moldflow直觀展示(這些過程為了節約時間必須在課堂前完成，在課堂上老師必須快速給出分析結果)

2.1 前期準備工作

成型型窗口分析;優化流動分析;冷卻分析的優化;冷卻+流動分析的優化;冷卻+流動+翹曲分析的優化。

2.2 后期結果分析

引起翹曲變形的獨立因素和其他顯示結果對比可以看出，邊角效應引起的最大翹曲變形在相同的比例因子的情形下，為 1.060，塑件收縮不均勻引起的最大翹曲值為0.8902，而冷卻不均勻為:0.0447，高分子取向為:0.0134，可以看出在這四個因素中，其中邊角效應和收縮不均勻是引起塑件翹曲的主要原因。

收縮不均勻引起的翹曲主要集中在塑件的四個轉角處及空腔底的大部分區域，從其他分析結果可以觀察到，這些區域是熱量的集中區域，冷卻結束后溫度依然明顯高于其他的部位，但限于模具結構和成型零部件的強度，無法使冷卻管道非常靠近轉角的區域。

制品四個側面敞口邊緣地帶冷卻速率明顯快于轉角處和型腔底面，僅次于凸出的接口和定位凸緣。而制品的造型決定了四個敞口側面邊緣部位受到的約束最少，應力在釋放的過程中總是傾向于在約束最少，最薄弱的區域進行，所以這些部位受邊角效應影響最為明顯，翹曲值最大。

這樣學生通過四個因素影響分析可以直觀了解翹曲情況、大小和原因，這樣作既是對理論分析的驗證，更加深了對翹曲的理解。

3 趁熱打鐵，對學生進行思維啟發

當學生興趣正濃時，可以師生共同分析改善翹曲的方法，激發學生的學習興趣，最大限度的提高課堂的教學效果:(1)加強制品四個轉角處和腔內底面的冷卻，減少制品整體的溫差，縮小高溫區域的面積。(2)冷卻管道盡量避開側面敞開邊緣部位，這些部位實行緩冷。(3)從整體優化冷卻管道的排布，使制品內部應力在冷卻階段均勻釋放。(4)在實際成型中，我們建議參照推薦的螺桿轉速曲線圖，以獲得平穩、勻速的料流，減少制品內部應力的產生。

4 通過對比加強理論的掌握

通過理論講述和直觀的Moldflow分析，學生對課本上的枯燥理論理解效果會好很多，當然在教學過程中，要遵循認知規律、掌握中職學生的實際的情況，掌握Moldflow軟件在教學中應用的時機和方法，只有這樣才能更好的發揮模擬軟件的作用，激發學生的學習興趣，更直觀的了解翹曲情況，加深對翹曲的理解。使學生在吸收這類知識的同時，也更好的且最大限度的提高課堂的教學效果。