運用Moldflow解決制品變形問題

高潔

摘? 要：本文針對塑料產品在成型過程中由于壁厚不均且壁厚變化較大而產生嚴重變形問題進行分析。使用Moldflow 3D網格進行模流分析，該產品產生較大的變形，最后解決方案是在模具結構上著手，修改模具進膠方式，不僅解決了注塑變形問題，還降低成型壓力，提高模具壽命。

關鍵詞：moldflow模擬分析? 雙層面網格? 3D網格? 牛角進膠? 搭底進膠

中圖分類號：TP391 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2021）01（b）-0069-03

Using Moldflow to Solve the Problem of Product Deformation

GAO Jie

（Liaoning Mechatronics College， DanDong，? Liaoning Province， 118009? China）

Abstract： This paper analyzes the serious deformation of plastic products due to uneven wall thickness and large wall thickness variation in the molding process. Moldflow 3D mesh is used to analyze the mold flow， and the product has a large deformation. The final solution is to modify the mold structure and the way of glue feeding， which not only solves the problem of injection deformation， but also reduces the molding pressure and improves the life of the mold.

Key Words： Moldflow simulation analysis; Two-layer grid; 3D grid; Corner feed; Underlay feed

本文主要對汽車左右安全帶固定件產品產生嚴重變形問題進行研究、優化。變形無論是對制品的外觀還是使用性能而言，都是嚴重的質量問題。通過運用 Moldflow? 3D技術的高仿真求解器解析制品產生變形的原因，找出應對方案，為企業實際生產提供參考。

1? 變形分析概述

注塑件變形是由于注塑件各部位收縮速率不一致造成溫度差異而產生的變形。 該產品質量要求較高，但變形問題至今沒有解決方法，產品變形大，客戶不能接受。

影響產品變形產生的原因有很多，歸根結底都是由于制品的收縮不均導致制品各區域的拉力大小不等導致變形。應對方案很多，通常解決制品變形的方法有：加筋位、調整冷卻液溫度、局部區域加減膠、改變澆口位置、改變分子（玻纖）取向、修改制品結構、調整工藝等。我們需要有針對性地對不同產品進行分析，在分析時我們都會運用相關的軟件進行模擬，這里介紹一下Moldflow軟件，該軟件里面有中性面、雙層面和3D網格類型，不同的產品應該使用不同的網格類型，否則會出現分析的準確性不好。即使選對了網格類型分析出來的變形結果有的仍和實際生產的產品差距較大，是什么原因導致的呢？原因有：不可信的UDB、工藝設置、實際試模的機臺、水路和水溫等，在這里簡單講一下材料的UDB。我們知道Moldflow材料庫中的部分UDB文件和大多數材料廠商所提供的材料UDB均沒有測試修正后的收縮，這樣的誤差最高可達到一半的比例，不過Moldflow作為注塑界的知名軟件分析出的結果肯定是和實際產品變形趨勢是一致的，能否將軟件運用到實際當中去，這就需要Moldflow工程師應當具備各方面的技能和經驗。

2? 案例描述

產品外形尺寸：70*45*63，平均肉厚為1.8～7.0mm，肉厚差異較大。材料為ABS+PA6-GF8? Terblend N NG-02 ： BASF ，已做修正，質量指示器為銀級，可信度較高。 模具為一模兩件，進膠方式為冷流道隧道澆口進膠，如圖1所示。

由于此產品的壁厚分部不均且壁厚變化較大，不符合使用雙層面網格的要求，因此采用3D網格分析，分析出來的產品最大變形為1.18mm，如圖2所示。

我們對產品做了1.2mm的反變形，理論上試模出來的產品不會變形，但實際試模出來的產品仍有1.8mm的變形，通過調整各種工藝參數均無效。

3? 案例分析及改善方案

3.1 澆口冷卻時間

使用牛角進膠在Moldflow模擬出來的變形為1.2mm，使用澆口大小為1.2mm。通過澆口凍結模流分析得出該產品最后區域凍結需146S方可頂出，離澆口最近的區域需近30S才可頂出，而澆口只需11S即可頂出，可見澆口冷卻過早，制品得不到充分的補縮，因此在頂出之后產品的收縮較大，導致產品變形也較大，那么為什么在軟件里面保壓充分和保壓不充分產品的變形都是只有1.2mm呢？答案很明顯，理論與實際不相符，實際所采用的工藝以及其他方面的問題都有可能會造成產品的變形，在這里要考察Moldflow工程師實際解決問題的能力。

3.2 填充壓力

在制品填充的過程中壓力最好不要太大，較大的壓力會使壓力很難均勻的傳遞到產品的各區域，很有可能造成薄壁區域的快速冷卻，繼而阻止后繼壓力的傳遞，形成蝴蝶效應，這種不良的效應破壞性相當大，會造成產品很多方面的缺陷。

3.3 解決方案

我們知道對這個產品而言不論澆口位置移動到什么地方，玻纖經過產品上側的流動及取向都是一樣的，因此移動澆口位置改變不了玻纖的取向。要解決此產品的變形只能將壓力降低和充分補料，同時不可將冷料帶到模腔中去，我們知道此材料特別容易在高溫下冷卻，澆口處很容易出現流延和冷料，繼而堵塞澆口。因此取消牛角進膠取而代之為搭底進膠，同時也可降低壓力。修改方案如圖3所示。

在這里制品仍做了1.2mm的反變形，澆口由原來的牛角進膠改為現在的大水口搭底進膠，分流道改為了S形，可防止主流道及分流道的冷料進入模腔，實際的試模產品變形較小，符合用戶要求。

4? 結語

此產品雖然結構較簡單，但此類產品的變形問題在注塑行業經常出現，雖然采取改進措施，始終解決不了問題，還浪費了大量的人力物力，因此在模具設計階段一定要考慮產品可能出現的缺陷問題。Moldflow 只是個分析軟件，并不能解決問題，需要工程師不斷積累經驗，觀察試模出來的產品與模流分析結果是否一致，找出原因并不斷對比以找到解決問題最佳的方法，為以后類似問題的解決提供思路。

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