Moldflow在儀表盒蓋注塑模具設計中的應用

傅瑩龍

（臺州科技職業學院，浙江臺州318000）

1 引言

注射成型的特點是能一次成型外形復雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制品，成型周期短，生產效率高，易于實現自動化生產，所以在塑料制品的生產中得到了廣泛應用[1]。運用CAE軟件如moldflow可以對塑料制品在模具里的流動過程進行分析、評估、優化相關的工藝數據，可以得到最佳的澆口數量與位置，合理的流道系統與冷卻系統，并對型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷卻系統尺寸進行優化，在計算機上進行試模，大大提高模具質量，減少修模次數[2]。

2 模流分析前處理

通過三維CAD(UG)建立實體模型,產品尺寸為250*180*90mm，最小壁厚1．8mm，要求外表面光滑，沒有熔接痕、銀絲、氣泡等缺陷。如圖1所示，文件導入moldflow首先對產品進行雙面網格劃分，得到如圖2所示的結果。

圖1 儀表盒蓋

圖2 網格節點模型

3 成型流動分析

moldflow能分析聚合物在模具中的流動狀態，并且優化型腔的布局、材料的選擇、填充和注塑工藝參數，獲得最佳保壓時間設置，從而盡可能降低由保壓引起的質量缺陷[4]。

流動分析是往射成型過程的充填和保壓階段，總體目標是盡可能地降低由保壓引起的制品收縮、翹曲等缺陷。具體地說，通過對熔體流動過程的分析，盡量降低體積收縮率；通過建立正確的維持壓力條件，避免出現過保壓現象。流動分析的許多重要參數，如填充時間、保壓壓力、保壓時間等對成型參數的調整以及注塑機的選擇均非常有價值。流動過程的模擬可得到填充時司、流動前沿溫度分布、體積剪切速率分布、壓力分布、氣穴及熔接痕位置等分析結果，從而幫助工藝人員找到產生缺陷的原因。

3.1 最佳澆口位置分析

Moldflow軟件中澆口位置分析模塊可以自動分析出最佳澆口位置。如果模具需要設置多個澆口時，可以對模具進行多次澆口位置分析，當模型已經存在一個或多個澆口時，可以進行澆口位置分析，系統會自動分析出附加澆口的最佳位置[3]。最佳澆口分析結果以圖像形式給出最佳澆口所在區域，結果如圖3所示。

圖3 最佳澆口位越示意圖

3.2 填充分析

填充分析是模擬注射成型過程的充填過程。具體地說，通過對熔體流動過程的分析，建立正確的填充壓力條件、填充時間，鎖模力避免出現過壓力現象，包括熔體的總體溫度，剪切速率，凍結層因子，充填時間，熔接線等分析。如圖4所示的充填時間圖，圖5的熔接線位置圖。

3.3 流動前沿溫度分布

流動前沿溫度是指熔體前沿到達指定點時塑膠截面中心的溫度。填充階段流動前沿溫度變化不應該超過5～10℃，溫度變化表示注射時間太短或者這些區域發生了滯流。圖6為流動前沿溫度分布圖。從圖6可以看出：溫度變化僅為7℃，表明溫度變化很小，故該注射工藝參數設置合理。在整個填充區域內，料流前峰溫度也不低，因此在這些區域不易產生短射和應力集中現象。

4 結語

圖4 充填時間

圖5 熔接線位置圖

圖6 流動前沿溫度

利用Moldflow軟件對儀表盒蓋注射過程進行最佳澆口位置與填充分析，可以確定產品的最佳澆口位置，模擬塑料熔體在型腔流動時各個填充分析結果，有助于試模工藝人員從本質上找出缺陷產生的原因，并提出清除缺陷的對策與方法，減少潑模、修模次數，優化注射工藝參數[5]。