雙色空調(diào)掛機(jī)面板的數(shù)值模擬及模具設(shè)計(jì)

張萬(wàn)鈾

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519070

1 雙色注塑技術(shù)發(fā)展

這一技術(shù)一般多見于雙色注塑機(jī)應(yīng)用中，主要是通過將兩種顏色不同或者是材質(zhì)不同的物料放在獨(dú)立的兩個(gè)注塑裝置中進(jìn)行塑化，再通過自動(dòng)控制裝置根據(jù)設(shè)定好的順序?qū)⑺芑蟮奈锪献⑸涞较鄳?yīng)的模具中，塑造成想要的形狀。目前，這種雙色注塑技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和制造業(yè)中，對(duì)于提升產(chǎn)品塑造性能，美化產(chǎn)品外觀等都發(fā)揮了重要作用。考慮到這種雙色產(chǎn)品的制作中使用了兩種材料，因此對(duì)于相關(guān)貼合面的結(jié)合力度情況需要進(jìn)行有效把握，雙色塑料制品在注射成型時(shí)，為了使兩種不同顏色的熔料在成型時(shí)能很好地在模具中熔接、保證注塑制品的成型質(zhì)量，應(yīng)采用較高的熔料溫度、較高的模具溫度、較高的注射壓力和注射速率[1]。下圖1為典型注塑機(jī)結(jié)構(gòu)：

圖1 典型注塑機(jī)結(jié)構(gòu)圖

這種需要二個(gè)前模二個(gè)后模，第一次啤完后要將半成品取下再放入第二付模中進(jìn)行第二次注塑，產(chǎn)品外觀不是很好。對(duì)注塑技術(shù)要求高，一般第二次的注塑材料可到3mm，做較大的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)中需要對(duì)于結(jié)合面進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，且需要考慮到兩種材料在一起的物理和化學(xué)反應(yīng)能夠保證外觀的穩(wěn)定性，因此，需要從相關(guān)的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)上進(jìn)行改進(jìn)，還要確保相關(guān)的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性。傳統(tǒng)的試模方法的成本較高，且需要較長(zhǎng)的時(shí)間，在生產(chǎn)制造中在很大程度上受到操作者自身經(jīng)驗(yàn)的影響等，無(wú)法滿足現(xiàn)階段的高效生產(chǎn)需要。而使用數(shù)值模擬則能夠有效降低試模成本，相應(yīng)的仿真結(jié)果也便于對(duì)于相應(yīng)工藝的調(diào)整，可以通過反復(fù)的試驗(yàn)來提升結(jié)果的有效性。

2 雙色空調(diào)掛機(jī)面板的數(shù)值模擬

2.1 數(shù)值模擬方法

目前計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)在塑料成型中的應(yīng)用越來越普遍，對(duì)于優(yōu)化模具設(shè)計(jì)的試模過程以及工藝參數(shù)設(shè)置依賴性問題具有顯著作用，借助相應(yīng)的參數(shù)模擬，能夠?qū)τ谀＞咴谥萍暗男阅軆?yōu)化，解決相關(guān)制件中存在的固有問題，促進(jìn)工藝參數(shù)的不斷調(diào)整和改進(jìn)，提升模具生產(chǎn)的準(zhǔn)確率，提升生產(chǎn)質(zhì)量和效率，還能實(shí)現(xiàn)成本的有效節(jié)約。

雙色注塑制品對(duì)于相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量以及性能要求會(huì)更嚴(yán)格，一般的注塑成型技術(shù)不能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，借助成型模擬技術(shù)，能夠在設(shè)計(jì)之初對(duì)于產(chǎn)品成型的全過程中的不同狀況和變化進(jìn)行把握，按照相關(guān)的模擬結(jié)果對(duì)于控制變量的有效性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，提升整體體統(tǒng)的精度和效率[2]。一般注塑成型可以分為三個(gè)階段，即填充階段、保壓階段以及冷卻階段，針對(duì)這三個(gè)不同的成型生產(chǎn)階段，可以使用三維薄壁產(chǎn)品填充過程和保壓過程理論模型和控制方程來實(shí)現(xiàn)，需要分別針對(duì)三維薄壁產(chǎn)品的注塑成型過程中的填充以及保壓進(jìn)行理論模型構(gòu)建和控制方程設(shè)定，保證注塑成型相關(guān)參數(shù)性能等能夠達(dá)到要求。

2.2 模型參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用步驟

在具體的雙色空調(diào)掛機(jī)面板的模具設(shè)計(jì)中，需要把握相關(guān)的設(shè)計(jì)步驟，保證設(shè)計(jì)的有效性，首先需要進(jìn)行模型建立或者輸入，對(duì)于雙色空調(diào)掛機(jī)面板這類塑料產(chǎn)品的模型決定使用MPI自行構(gòu)建相應(yīng)的模型，還能夠借助相關(guān)的三維模型軟件構(gòu)建相應(yīng)的立體模型。在進(jìn)行模型輸入的過程中，一般可以采用三種方式進(jìn)行輸入，即Mildplane、Fusion、Soild。

完成模型構(gòu)建和輸入后，下一步就是進(jìn)行相應(yīng)的有限元網(wǎng)格的劃分，需要按照相應(yīng)制件的復(fù)雜情況以及計(jì)算機(jī)硬件配置對(duì)于模型實(shí)施網(wǎng)格的有效劃分，此外，需要對(duì)于網(wǎng)格中的交叉、重疊、自由邊等問題進(jìn)行及時(shí)的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)有相關(guān)問題存在，需要及時(shí)進(jìn)行修正解決。

接下來就是對(duì)于相關(guān)材料的選擇了，在相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，塑料品種就含有成千上萬(wàn)種，其中還包含了相關(guān)材料的制作加工工藝、熱屬性、機(jī)械屬性、流變屬性等，根據(jù)自身的雙色空調(diào)掛機(jī)面板的制作需要，可以對(duì)照相關(guān)的塑料材料，選擇合適的、能夠滿足面板使用性能的材料即可。

進(jìn)行工藝參數(shù)設(shè)定，一般通過使用系統(tǒng)自動(dòng)生成的工藝參數(shù)進(jìn)行注塑工藝參數(shù)設(shè)定，當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際的需要也可以隨時(shí)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的更改，確保相關(guān)的溶體溫度、注射時(shí)間、保壓時(shí)間、保壓壓力等進(jìn)行修改，以求達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量需要[3]。

進(jìn)行數(shù)據(jù)模型分析，將最終的分析結(jié)果以曲線圖或者系統(tǒng)云圖的方式展示，根據(jù)分析結(jié)果判斷設(shè)計(jì)能否達(dá)到要求，并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的修整，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

最后再一次次修正達(dá)到滿意水平后，投入模型生產(chǎn)中。

3 雙色空調(diào)掛機(jī)面板的模具設(shè)計(jì)

在進(jìn)行相應(yīng)的雙色空調(diào)掛機(jī)面板的模具設(shè)計(jì)中，對(duì)于相關(guān)的塑料面板制品分析要做好完善，針對(duì)拔模、厚度、澆注、冷卻等過程要加強(qiáng)分析，確保模具設(shè)計(jì)的合理性。模具的成型零件設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)針對(duì)型腔、型芯、鑲件等設(shè)計(jì)在模具中的體現(xiàn)來保證設(shè)計(jì)的有效性。針對(duì)澆注系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，需要按照塑料面板的外形以及尺寸等采用合理的澆口以及冷卻技術(shù)方案。針對(duì)模架和零件的設(shè)計(jì)中，考慮到設(shè)計(jì)雙色之間中涉及兩個(gè)型腔，一般需要兩套模具，可以在相關(guān)軟件中自主創(chuàng)設(shè)相關(guān)的自定義模架。最后通過相關(guān)制圖軟件生成相應(yīng)的明細(xì)表。

根據(jù)雙色空調(diào)掛機(jī)面板模具的特性，并將型芯以及型腔的需要，設(shè)計(jì)使用一次推出的成型技術(shù)，對(duì)于提升生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)時(shí)間都具有一定的作用，這種模具設(shè)計(jì)能夠滿足雙色空調(diào)掛機(jī)面板的性能需要，設(shè)計(jì)優(yōu)化，成本也比較低。

4 結(jié)語(yǔ)

雙色空調(diào)掛機(jī)面板的數(shù)值模擬和模具設(shè)計(jì)對(duì)于提升產(chǎn)品生產(chǎn)制造的質(zhì)量和效率都具有重要作用，在具體的參數(shù)模擬以及模具設(shè)計(jì)中，需要考慮到雙色空調(diào)面板的生產(chǎn)工藝以及質(zhì)量需要，結(jié)合具體的生產(chǎn)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案制定。