注塑模CAX技术.ppt

注塑模CAX技术一、概述一、概述通过通过计算机辅助设计计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)、计算机辅助工程计算机辅助工程(Computer Aided Engineer，CAE)计算机辅助制造计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing，CAM)，可以在短时间内设计、分析、加工、制造出精密的塑料模具，可以在短时间内设计、分析、加工、制造出精密的塑料模具，得到各种造型的塑料制品，广泛地应用在汽车、家电等行业中。得到各种造型的塑料制品，广泛地应用在汽车、家电等行业中。人人作为主体：作为主体：充分发挥其创造性的思维能力，评判设计结果，控制充分发挥其创造性的思维能力，评判设计结果，控制设计过程，使模具设计趋于合理化设计过程，使模具设计趋于合理化;计算机计算机作为工具：作为工具：发挥其计算、分析和存储信息的能力，大大缩短计算发挥其计算、分析和存储信息的能力，大大缩短计算和绘图时间。和绘图时间。两者结合，各尽其长，提高了设计效率和准确性。两者结合，各尽其长，提高了设计效率和准确性。一、概述一、概述图2注塑模CAD/CAE/CAM过程一、概述一、概述 CAD/CAE/CAM作用作用:显著提高塑料产品和塑料模具的设计制造效率显著提高塑料产品和塑料模具的设计制造效率提高设计、制造质量提高设计、制造质量减少试模修模时间减少试模修模时间缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行缩短从塑料产品设计、模具设计、模具制造到进行产品注塑生产的产品注塑生产的整个周期整个周期。1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分一、概述一、概述有关数据的统计表明，国外采用有关数据的统计表明，国外采用CAD/CAE/CAM技术所取得的平均经济效率大致为：技术所取得的平均经济效率大致为：设计时间：设计时间：缩短了缩短了50制造时间：制造时间：缩短了缩短了30成成 本：本：下降了下降了10塑料原料：塑料原料：节省了节省了7一、概述一、概述1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分CAD/CAE/CAM技术提高了生产率技术提高了生产率 塑件设计塑件设计的实际应用中，其提高的比率从最起码的的实际应用中，其提高的比率从最起码的2：1一直到特殊应用场合的一直到特殊应用场合的10：1，甚至更高。，甚至更高。提高模具制造的效率提高模具制造的效率。CAD/CAE/CAM技术促进技术促进了在模具制造过程中采用了在模具制造过程中采用数控技术数控技术。大多数模具只需在。大多数模具只需在加工中心上一次装夹即可完成加工。加工中心上一次装夹即可完成加工。一、概述一、概述1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分 降低了塑件加工厂的试模时间降低了塑件加工厂的试模时间。分析程序对于提高首次设。分析程序对于提高首次设计的模具质量大有好处，它可使试模时间降低到原来的计的模具质量大有好处，它可使试模时间降低到原来的110。减少冷却时间减少冷却时间。美国的一家模塑厂，经。美国的一家模塑厂，经CAD/CAE分析的模分析的模具设计，有具设计，有80的模具所需的冷却时间减少了的模具所需的冷却时间减少了20，从而降低，从而降低了成本，提高了生产率。了成本，提高了生产率。一、概述一、概述CAD/CAE/CAM技术提高了生产率技术提高了生产率1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分CAD/CAE/CAM技术提高了质量技术提高了质量 CAD/CAE/CAM系统从三维模型产生的模具图样，其系统从三维模型产生的模具图样，其质量始终高于手工绘制的图样。质量始终高于手工绘制的图样。尺寸尺寸全部由数据库内的形状确定，从不出错。全部由数据库内的形状确定，从不出错。公差累积和其它相关公差公差累积和其它相关公差由该系统计算，很少出现公差值由该系统计算，很少出现公差值方面的差错。方面的差错。复杂的几何图形和雕刻面以及倒圆半径复杂的几何图形和雕刻面以及倒圆半径均由数据库决定，均由数据库决定，避免了图样表达上的含糊和不确定。避免了图样表达上的含糊和不确定。一、概述一、概述1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分大量的分析软件的使用，大量的分析软件的使用，可近一步理解可近一步理解成型工艺参数与成型工艺参数与成型工艺参数与成型工艺参数与加工变量之间的关系加工变量之间的关系加工变量之间的关系加工变量之间的关系。通过更为完善的过程控制和冷却系统设计，可更好地解通过更为完善的过程控制和冷却系统设计，可更好地解决以前很难控制的现象决以前很难控制的现象(如翘曲变形如翘曲变形)。一、概述一、概述CAD/CAE/CAM技术提高了质量技术提高了质量1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分CAD/CAE/CAM技术缩短了生产周期技术缩短了生产周期在当今激烈的市场竞争中，时间就是市场，时间就是企业的在当今激烈的市场竞争中，时间就是市场，时间就是企业的生命。生命。CAD/CAE/CAM加快了塑件、模具的设计过程，缩短了模具加快了塑件、模具的设计过程，缩短了模具的制造过程，并减少了试模时间。的制造过程，并减少了试模时间。一、概述一、概述1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分CAD/CAE/CAM技术缩短了生产周期技术缩短了生产周期该产品为该产品为曲面造型，立柱长曲面造型，立柱长。型腔加工的传统工艺：粗工后整体型腔加工的传统工艺：粗工后整体电火花加工，仅电火花加工就要一电火花加工，仅电火花加工就要一个月时间。个月时间。采用数控加工只用一个星期就完成采用数控加工只用一个星期就完成型腔加工。型腔加工。一、概述一、概述1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分美的美的FT-40FFT-40F台扇座子台扇座子风叶模具的传统工艺：风叶模具的传统工艺：制作靠模，仿制作靠模，仿形加工，钳工修配形加工，钳工修配，需要反复数次甚，需要反复数次甚至十余次试模才能达到叶片均匀，动至十余次试模才能达到叶片均匀，动平衡合格。平衡合格。采用采用自由曲面造型，数控加工自由曲面造型，数控加工，一次，一次试模就可达到动平衡合格，而且外观试模就可达到动平衡合格，而且外观流畅、圆角均匀。流畅、圆角均匀。CAD/CAE/CAM技术缩短了生产周期技术缩短了生产周期一、概述一、概述1.CAD/CAE/CAM技术是技术是 现代模具工业的重要组成部分现代模具工业的重要组成部分2.塑料注射模塑料注射模CAD/CAE/CAM发展概况发展概况在已有研究成果的基础上，许多研究部门相继推出了一批注射在已有研究成果的基础上，许多研究部门相继推出了一批注射模模CAD/CAE/CAM商品化软件。商品化软件。一些著名软件公也独立开发或购买注射模一些著名软件公也独立开发或购买注射模CAE软件软件(流动、保流动、保压、冷却等分析软件压、冷却等分析软件)，配置接口，配置接口，将已有通用机械将已有通用机械CAD/CAM系统改造为适用于注射模的系统改造为适用于注射模的CAD/CAE/CAM集成系统集成系统。国外情况国外情况一、概述一、概述国外情况国外情况(1)美国美国Ac Tech公司推出的注射模公司推出的注射模CAE系统系统C-MOLD。第一层次软件第一层次软件C-Design用于初始阶段的设计，如优选塑料材用于初始阶段的设计，如优选塑料材料、选择标准模架、预定成型工艺参数、平衡流道系统、成料、选择标准模架、预定成型工艺参数、平衡流道系统、成本估算等；本估算等；第二层次软件包括三维流动模拟软件第二层次软件包括三维流动模拟软件C-FIow，冷却分析软件，冷却分析软件C-Cool和保压分析软件和保压分析软件C-Pack；第三层次软件第三层次软件C-Pack/W可用于流动可用于流动-保压保压-冷却的耦合分析，冷却的耦合分析，得到更为精确的分析结果，并能预测简单塑件的翘曲变形。得到更为精确的分析结果，并能预测简单塑件的翘曲变形。一、概述一、概述2.塑料注射模塑料注射模CAD/CAE/CAM发展概况发展概况国外情况国外情况(2)澳大利亚澳大利亚Moldflow公司的注射模公司的注射模CAE系统。系统。包括流动和保压分析软件包括流动和保压分析软件MF/FLow、冷却分析软件、冷却分析软件MF/Cool和翘曲分析软件和翘曲分析软件MF/Warp等。等。(3)美国和意大利的美国和意大利的PC的的CAD/CAM软件软件TMCONCEPT。该系统包括材料选择该系统包括材料选择(TMC-MS)、成型工艺参数和模具、成型工艺参数和模具 费用优化费用优化(TMC-MCO)、流动模拟、流动模拟(TMC-FA)、型腔设计、型腔设计 (TMC-CSE)及冷却分析及冷却分析(TMC-MTA)共五个程序包。共五个程序包。一、概述一、概述2.塑料注射模塑料注射模CAD/CAE/CAM发展概况发展概况国外情况国外情况(4)美国美国PRIME-CALMA公司的注射模设计制造软件包。公司的注射模设计制造软件包。该系统以几何造型软件该系统以几何造型软件DDM/PRISM为主，集成了流为主，集成了流 动和冷却分析软件、模架选择软件动和冷却分析软件、模架选择软件PoIymold以及多轴以及多轴 曲面数控软件曲面数控软件DDM-NC。(5)德国德国IKV研究所的研究所的CADMOULD系统。该系统具有注射系统。该系统具有注射 模模流流动动分分析析、冷冷却却分分析析和和力力学学性性能能校校核核的的功功能能，CADMOULD-MEFISTO系统则采用有限元法进行三维系统则采用有限元法进行三维 型腔的流动分析。型腔的流动分析。一、概述一、概述2.塑料注射模塑料注射模CAD/CAE/CAM发展概况发展概况国内情况国内情况 我国在注射模我国在注射模CAD技术开发研究与应用方面起步技术开发研究与应用方面起步较晚。从较晚。从20世纪世纪80年代中期开始，国内部分大小型企年代中期开始，国内部分大小型企业先后引边了一些国外知名度较高的注射模业先后引边了一些国外知名度较高的注射模CAD系统。系统。同时，某些高等学校和科研院所也开始了注射模同时，某些高等学校和科研院所也开始了注射模CAD系统购研制与开发工作。系统购研制与开发工作。一、概述一、概述2.塑料注射模塑料注射模CAD/CAE/CAM发展概况发展概况国内情况国内情况 华中科技大学华中科技大学是国内较早自行开发研究注射模是国内较早自行开发研究注射模CAD/CAE/CAM系统的单位，自系统的单位，自20世纪世纪80年代中期开始，年代中期开始，就在注射模流动分析模拟和冷却分析模拟的研制方面进就在注射模流动分析模拟和冷却分析模拟的研制方面进行了多年的研究与开发工作，推出了塑料注射模行了多年的研究与开发工作，推出了塑料注射模CAD/CAE/CAM系统系统HSCHSC系列系列系列系列。该系统包活塑件三维形状输。该系统包活塑件三维形状输入、流动模拟、冷却分析、型腔强度与刚度校核及模具入、流动模拟、冷却分析、型腔强度与刚度校核及模具图设计与绘制等功能。在一些企业单位应用，取得较好图设计与绘制等功能。在一些企业单位应用，取得较好效果，现已实现商品化。效果，现已实现商品化。一、概述一、概述2.塑料注射模塑料注射模CAD/CAE/CAM发展概况发展概况国内情况国内情况上海交通大学上海交通大学从从1983年开始，对注射模年开始，对注射模CAD进行了多方面进行了多方面的研究。在国内的研究。在国内首次将人工智能技术引入注射模首次将人工智能技术引入注射模CAD系统系统中，中，于于1988年开发出集成化注射模智能年开发出集成化注射模智能CAD系统。系统。现在在工作站现在在工作站UG平台上进一步开发智能平台上进一步开发智能CAD/CAE/CAM系统。系统。一、概述一、概述2.塑料注射模塑料注射模CAD/CAE/CAM发展概况发展概况二、注射模二、注射模CADCAD 注射模注射模CAD起点起点起点起点：塑件的形状描述塑件的形状描述塑件的形状描述塑件的形状描述终点终点终点终点：获得满意的整个模具结构获得满意的整个模具结构获得满意的整个模具结构获得满意的整个模具结构世界上著名的世界上著名的CAD/CAM一体化软件有：一体化软件有：美国美国EDS公司公司UG美国美国PTC公司公司PRO/E美国美国Autodesk公司公司AutoCAD美国美国IBM/DASSAULT公司公司CATIA美国美国SolidWorks公司公司SolidWorks等等二、注射模二、注射模CADCAD注射模注射模CAD内容内容(1)塑件几何造型塑件几何造型 采用几何造型系统如线框造型、表面造型、实体造型采用几何造型系统如线框造型、表面造型、实体造型和特征造型，在计算机中生成塑件的几何模型。和特征造型，在计算机中生成塑件的几何模型。二、注射模二、注射模CADCAD塑件塑件CAD图图二、注射模二、注射模CADCAD塑件塑件CAD图图二、注射模二、注射模CADCAD塑件塑件CAD图图二、注射模二、注射模CADCAD塑件塑件CAD图图二、注射模二、注射模CADCAD塑件塑件CAD图图二、注射模二、注射模CADCAD(2)型腔、型芯的生成型腔、型芯的生成 由塑件图方便、准确地转换成型腔、型芯表面形状轮廓。由塑件图方便、准确地转换成型腔、型芯表面形状轮廓。二、注射模二、注射模CADCAD注射模注射模CAD内容内容(3)型腔方案及布局型腔方案及布局 采用计算机软件来引导模具设计者布置型腔的数量和采用计算机软件来引导模具设计者布置型腔的数量和位置，构思浇注系统、冷却系统及推出结构，为选择标准位置，构思浇注系统、冷却系统及推出结构，为选择标准模架和设计动模、定模部装图作准备。模架和设计动模、定模部装图作准备。二、注射模二、注射模CADCAD注射模注射模CAD内容内容(4)标准模架选择标准模架选择 注射模注射模CAD的一个主要设计步骤，是根据型腔形状及布置的一个主要设计步骤，是根据型腔形状及布置方案确定注射模的总体结构，即选定典型模架系列。方案确定注射模的总体结构，即选定典型模架系列。二、注射模二、注射模CADCAD注射模注射模CAD内容内容标准模架的组成如图所示。标准模架的组成如图所示。(5)标准模架选择标准模架选择二、注射模二、注射模CADCAD注射模注射模CAD内容内容模架模架CAD图图二、注射模二、注射模CADCAD(6)部装图及总装图生成部装图及总装图生成 根据所选用标准模架及已完成的型腔布置，设计软件根据所选用标准模架及已完成的型腔布置，设计软件以交互方式引导模具设计者生成模具部装图和总装图。以交互方式引导模具设计者生成模具部装图和总装图。模具设计者在完成总装图时能利用光标在屏幕上拖动模具设计者在完成总装图时能利用光标在屏幕上拖动模具零件，以搭积木的方式装配模具总图。模具零件，以搭积木的方式装配模具总图。二、注射模二、注射模CADCAD注射模注射模CAD内容内容模具模具CAD图图二、注射模二、注射模CADCAD(7)模具零件图的生成模具零件图的生成 设计软件能引导用户根据部装图、总装图以及相应的设计软件能引导用户根据部装图、总装图以及相应的图形库数据库来完成模具零件的设计、绘图和标注尺寸。图形库数据库来完成模具零件的设计、绘图和标注尺寸。二、注射模二、注射模CADCAD注射模注射模CAD内容内容二、注射模二、注射模CADCAD(8)计算和校核计算和校核 对模具零件全面的计算和校核，以验证模具结构等有关对模具零件全面的计算和校核，以验证模具结构等有关参数的正确性。参数的正确性。对于尺才精度要求高的注射模，可采用有限元应力分析对于尺才精度要求高的注射模，可采用有限元应力分析软件进行强度和刚度校核。优点是计算结果准确，能适应各软件进行强度和刚度校核。优点是计算结果准确，能适应各种复杂受载条件。种复杂受载条件。二、注射模二、注射模CADCAD注射模注射模CAD内容内容案例一案例一案例一案例一鼠标注塑模鼠标注塑模CAD二、注射模二、注射模CADCAD某款某款DELL鼠标鼠标CAD模型模型二、注射模二、注射模CADCAD相应模具的相应模具的CAD模型模型二、注射模二、注射模CADCAD动、定模的动、定模的CAD模型模型二、注射模二、注射模CADCAD模具的三视图及透视图模具的三视图及透视图二、注射模二、注射模CADCAD模具装配图的二维自动出图模具装配图的二维自动出图二、注射模二、注射模CADCAD塑料模组装动画塑料模组装动画二、注射模二、注射模CADCAD基于基于UG.Moldwizard的电脑风扇上盖注射模设计的电脑风扇上盖注射模设计实实实实 例例例例二、注射模二、注射模CADCAD在计算机上建立数学模型，对塑料成型过程进行分析和仿在计算机上建立数学模型，对塑料成型过程进行分析和仿真，并把分析、仿真结果用文本输出和图形显示出来。真，并把分析、仿真结果用文本输出和图形显示出来。三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE内容内容 CAE软件是注射模软件是注射模CAD/CAE/CAM系统中极为重要的组成部分。系统中极为重要的组成部分。目标：通过目标：通过对对塑料材料性能的研究塑料材料性能的研究和和注射过程的模拟、分析注射过程的模拟、分析，为塑件设计、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成为塑件设计、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成 型过程的控制提供科学依据。型过程的控制提供科学依据。三、注射模三、注射模CAECAE 注射模注射模CAE的研究内容主要包括以下几个方面：的研究内容主要包括以下几个方面：充模流动过程模拟充模流动过程模拟保压过程模拟保压过程模拟塑料热物理性能、粘性塑料热物理性能、粘性及及p-T数据的测定数据的测定冷却分析、纤维取向分析冷却分析、纤维取向分析及翘曲分析及翘曲分析三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE内容内容塑件设计塑件设计（1）塑件能否全部充满）塑件能否全部充满 这是一个广大模具设计者普遍关注的问题，特别是当设计大型这是一个广大模具设计者普遍关注的问题，特别是当设计大型制件时尤其如此。制件时尤其如此。流动分析以科学的方式提供设计阶段对不同塑料及其与成型有流动分析以科学的方式提供设计阶段对不同塑料及其与成型有关的特性进行评价的方法。关的特性进行评价的方法。塑件设计者能用流动分析解决下列问题：塑件设计者能用流动分析解决下列问题：三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE的应用的应用（2）塑件实际最小壁厚是多少）塑件实际最小壁厚是多少 直接关系到塑件成本。直接关系到塑件成本。使用薄壁塑件能大大降低塑件的用料成本，缩短冷却时间，使用薄壁塑件能大大降低塑件的用料成本，缩短冷却时间，提高生产效率，进而降低塑件的成本。提高生产效率，进而降低塑件的成本。塑件设计塑件设计塑件设计者能用流动分析解决下列问题：塑件设计者能用流动分析解决下列问题：三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE的应用的应用模具设计和制造模具设计和制造流动分析可以在以下方面辅助设计者和制造者，得到良好的流动分析可以在以下方面辅助设计者和制造者，得到良好的模具设计模具设计：良好的充填形式良好的充填形式最佳的浇口位置及浇口数量最佳的浇口位置及浇口数量浇注系统的成功设计浇注系统的成功设计减少返修成本减少返修成本三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE的应用的应用注射成型注射成型（1）更加宽广更加稳定的加工）更加宽广更加稳定的加工“裕度裕度”流动分析对熔体温度、模具温度和注射速度等主要注塑加工流动分析对熔体温度、模具温度和注射速度等主要注塑加工参数的变动影响提出一个目标趋势。参数的变动影响提出一个目标趋势。估定各个加工参数的正确值，并确定其变动范围。估定各个加工参数的正确值，并确定其变动范围。会同模具设计者一起，选择使用最经济的设备，确定最佳的会同模具设计者一起，选择使用最经济的设备，确定最佳的模具方案。模具方案。三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE的应用的应用注射成型注射成型（2）减少塑件应力和翘曲）减少塑件应力和翘曲 选择最好的加工参数使塑件残余应力最小。选择最好的加工参数使塑件残余应力最小。残余应力常常使塑件在成型后出现翘曲，甚至发生失效。残余应力常常使塑件在成型后出现翘曲，甚至发生失效。三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE的应用的应用（3）省料和减少过量充模）省料和减少过量充模 采用流动分析技术一般可以节省采用流动分析技术一般可以节省5的材料。的材料。有助于消除因局部过量注射所造成的翘曲。有助于消除因局部过量注射所造成的翘曲。注射成型注射成型三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE的应用的应用（4）最小的流道尺寸和回收料成本）最小的流道尺寸和回收料成本 选定最佳的流道尺寸，从而尽量减小浇注系统的体积，选定最佳的流道尺寸，从而尽量减小浇注系统的体积，减少浇道部分塑料的冷却时间，缩短整个注射成型周期，减少浇道部分塑料的冷却时间，缩短整个注射成型周期，并将回收料成本降到最低。并将回收料成本降到最低。注射成型注射成型三、注射模三、注射模CAECAE1.注射模注射模CAE的应用的应用注射成型数值模拟的一般流程注射成型数值模拟的一般流程 产品几何模型产品几何模型以以IGES，DXF，STL等等格式导入格式导入CAD模型模型构建模拟模型构建模拟模型（前处理）（前处理）分析求解分析求解后处理后处理充模过程充模过程动画动画制件制件温度场温度场缺陷缺陷分析分析冷却过程冷却过程分析分析网格划分网格划分材料参数输入材料参数输入边界条件设置边界条件设置工艺结构补充工艺结构补充三、注射模三、注射模CAECAE充填过程充填过程三、注射模三、注射模CAECAE充填过程充填过程三、注射模三、注射模CAECAE充填过程充填过程三、注射模三、注射模CAECAE充填过程充填过程三、注射模三、注射模CAECAE充填过程充填过程三、注射模三、注射模CAECAE充填过程充填过程三、注射模三、注射模CAECAE注射压力注射压力三、注射模三、注射模CAECAE流动温度流动温度 三、注射模三、注射模CAECAE模塑质量模塑质量 三、注射模三、注射模CAECAE模塑质量模塑质量 三、注射模三、注射模CAECAE偏转分析偏转分析 三、注射模三、注射模CAECAE冷却系统冷却系统CAE 三、注射模三、注射模CAECAE应用实例应用实例1春兰空调柜机进风栅春兰空调柜机进风栅填充时间填充时间柜机进风栅的柜机进风栅的四个角部最后四个角部最后被充满，整个被充满，整个塑件的填充较塑件的填充较均匀。均匀。三、注射模三、注射模CAECAE压力分布塑件的压力分布塑件的压力分布较为均匀，不会较为均匀，不会对产品的体积收对产品的体积收缩造成过大的响缩造成过大的响。应用实例应用实例1春兰空调柜机进风栅春兰空调柜机进风栅三、注射模三、注射模CAECAE平均温度分布如果最高平均温度接如果最高平均温度接近或超过聚合物材料近或超过聚合物材料的降解温度或出现区的降解温度或出现区部过热情况，都需要部过热情况，都需要重新设计浇注、冷却重新设计浇注、冷却系统，或者是改变工系统，或者是改变工艺参数。艺参数。应用实例应用实例1春兰空调柜机进风栅春兰空调柜机进风栅三、注射模三、注射模CAECAE流体前沿温度显示最大温差为最大温差为2.1，不会产生短射和应不会产生短射和应力集中现象，意味力集中现象，意味着整个塑件的表面着整个塑件的表面质量将会得到很好质量将会得到很好的保证。的保证。应用实例应用实例1春兰空调柜机进风栅春兰空调柜机进风栅三、注射模三、注射模CAECAE气穴显示气穴位置多数分布在产气穴位置多数分布在产品的边缘，可通过分型品的边缘，可通过分型面等进行适当排气，气面等进行适当排气，气体很容易排出，不会影体很容易排出，不会影响到产品的外观质量。响到产品的外观质量。应用实例应用实例1春兰空调柜机进风栅春兰空调柜机进风栅三、注射模三、注射模CAECAE应用实例应用实例2电脑面板电脑面板模型及其浇注系统型腔温型腔温60.0，熔体温度熔体温度240.0，注射流动速率注射流动速率172cm/sec，注射时间注射时间2.22sec，保压时间保压时间8.0sec，冷却时间冷却时间15.0sec，开模时间开模时间10.0sec。三、注射模三、注射模CAECAE应用实例应用实例2电脑面板电脑面板塑料填充三、注射模三、注射模CAECAE应用实例应用实例2电脑面板电脑面板温度分布三、注射模三、注射模CAECAE应用实例应用实例2电脑面板电脑面板体积剪切速率体积剪切速率必体积剪切速率必须低于允许值，须低于允许值，特别是在浇口区特别是在浇口区域。否则，材料域。否则，材料很容易发生降解。很容易发生降解。可以通过可以通过降低注降低注塑速率塑速率和和增加浇增加浇口口的尺寸来解决的尺寸来解决三、注射模三、注射模CAECAE应用实例应用实例2电脑面板电脑面板塑件上困气的位置大部分困气大部分困气出现在出现在筋和筋和边的末端边的末端，除了顶部，除了顶部，其他区域不其他区域不易发生烧焦易发生烧焦和短射现象和短射现象。三、注射模三、注射模CAECAEMOLDFLOW 软件在消费性电子领域中的应用软件在消费性电子领域中的应用新科益系统与咨询（上海）有限公司新科益系统与咨询（上海）有限公司CAE部部 成功案例成功案例成功案例成功案例一一一一三、注射模三、注射模CAECAE手机外壳手机外壳在注塑成型时，浇口位置的选取非常重要，即要在注塑成型时，浇口位置的选取非常重要，即要流动流动平衡平衡，又要求，又要求熔接痕较少熔接痕较少，且不影响产品外观、强度，同时还，且不影响产品外观、强度，同时还要求要求变形量较小变形量较小，温度分布均匀温度分布均匀等等，品质要求较高。等等，品质要求较高。在设计阶段采用在设计阶段采用CAE软件软件MOLDFLOW 进行分析，可以避免进行分析，可以避免很多潜在问题，保证一次试模成功，从而优化流程，缩短产品很多潜在问题，保证一次试模成功，从而优化流程，缩短产品上市周期。上市周期。三、注射模三、注射模CAECAE以下为某一手机分析案例以下为某一手机分析案例 两种进浇方式的充填流动模式比较两种进浇方式的充填流动模式比较三、注射模三、注射模CAECAE图中黑色线条所示为可能产生熔接痕的区域。图中黑色线条所示为可能产生熔接痕的区域。方案一：熔接痕较明显，且大都位于按键孔较薄区域，方案一：熔接痕较明显，且大都位于按键孔较薄区域，强度较差，容易发生断裂。强度较差，容易发生断裂。方案二：熔接痕分布较好。方案二：熔接痕分布较好。三、注射模三、注射模CAECAE变形量为变形量为0.08mm0.08mm。软件模拟。软件模拟出不同因素对产品变形的影出不同因素对产品变形的影响程度。该图显示响程度。该图显示变形主要变形主要原因是收缩不均原因是收缩不均，这为进一，这为进一步改善变形提供了方向。步改善变形提供了方向。通过通过MOLDFLOWMOLDFLOW分析，在产品分析，在产品设计阶段就可模拟出产品设设计阶段就可模拟出产品设计在后续模具设计、模具制计在后续模具设计、模具制造及注塑过程中的系列问题，造及注塑过程中的系列问题，并通过系统的详细报告与优并通过系统的详细报告与优化分析，及时进行产品设计化分析，及时进行产品设计调整，从而避免返工，优化调整，从而避免返工，优化流程并节省成本，也保证了流程并节省成本，也保证了产品质量与上市时间。产品质量与上市时间。产品在产品在Z轴方向的翘曲变形轴方向的翘曲变形三、注射模三、注射模CAECAE三星电子在三星电子在MOLDFLOW的帮助下的帮助下 解决了冰箱电脑温控面板的翘曲问题解决了冰箱电脑温控面板的翘曲问题成功案例成功案例成功案例成功案例二二二二三、注射模三、注射模CAECAE苏州三星电子有限公司（简称苏州三星电子有限公司（简称SSEC）是韩国三星在海外最大）是韩国三星在海外最大的白色家电（冰箱、空调、微波炉、洗衣机）生产基地，现已的白色家电（冰箱、空调、微波炉、洗衣机）生产基地，现已发展成为集研发、生产于一体的本土化企业。发展成为集研发、生产于一体的本土化企业。2003年在苏州新年在苏州新加坡工业园区成立了白色家电开发研究所。加坡工业园区成立了白色家电开发研究所。在开发在开发新型数字显示电脑温控冰箱新型数字显示电脑温控冰箱时，由于冰箱顶部的数显温时，由于冰箱顶部的数显温控面板在注塑成型时发生的控面板在注塑成型时发生的弯曲变形量超标弯曲变形量超标，引起质量问题。，引起质量问题。后使用后使用MOLDFLOW MPI进行注塑模拟分析，在初始设计的基进行注塑模拟分析，在初始设计的基础上，对产品的结构和工艺参数进行了多次模拟修改和优化，础上，对产品的结构和工艺参数进行了多次模拟修改和优化，最终找到了解决问题的最佳方案。最终找到了解决问题的最佳方案。三、注射模三、注射模CAECAE温控面板为狭长形盒状结构，长温控面板为狭长形盒状结构，长595mm595mm，宽，宽55.5mm55.5mm，高，高82mm82mm。在注射时，两边侧壁容易向中间弯曲，造成制件变形，而此处在注射时，两边侧壁容易向中间弯曲，造成制件变形，而此处最多允许有最多允许有1mm1mm的偏差的偏差。通过模拟可以发现，型芯侧与型腔侧。通过模拟可以发现，型芯侧与型腔侧的冷却效果有一定的差距，型芯侧的温度较高，较难冷却。引的冷却效果有一定的差距，型芯侧的温度较高，较难冷却。引起起制件两边侧壁向内弯曲的主要因素是其两侧冷却效果不均匀制件两边侧壁向内弯曲的主要因素是其两侧冷却效果不均匀。三、注射模三、注射模CAECAE在用在用FLOWFLOW、COOLCOOL和和WARPWARP模块对产品的结构和工艺参数进行优模块对产品的结构和工艺参数进行优化时，除原方案外，先后修改设计分析了三种方案进行对比：化时，除原方案外，先后修改设计分析了三种方案进行对比：1.1.修改冷却水路，加强局部区域的散热修改冷却水路，加强局部区域的散热。修改后冷却效果得到了明显改善，同时由冷却因素导致的产修改后冷却效果得到了明显改善，同时由冷却因素导致的产品翘曲变形量也相应地大幅度降低了。但是，最终的总变形品翘曲变形量也相应地大幅度降低了。但是，最终的总变形量依然超出了所允许的公差范围。量依然超出了所允许的公差范围。三、注射模三、注射模CAECAE三、注射模三、注射模CAECAE2.2.更改产品的结构尺寸更改产品的结构尺寸把侧壁厚度减小把侧壁厚度减小0.5mm0.5mm。从修改厚度后的翘曲变形情况可以看。从修改厚度后的翘曲变形情况可以看出，只改变产品厚度可以减小变形量，但效果并不太明显，出，只改变产品厚度可以减小变形量，但效果并不太明显，仍然超出要求仍然超出要求 三、注射模三、注射模CAECAE将前两个方案结合起来，将前两个方案结合起来，同时修改冷却水路和产品厚度同时修改冷却水路和产品厚度，以求达到最佳效果。从模拟效果看到，总变形量已经能够以求达到最佳效果。从模拟效果看到，总变形量已经能够符合产品设计所要求的公差范围了。符合产品设计所要求的公差范围了。三、注射模三、注射模CAECAEMOLDFLOW 在仪表板骨架注塑成型分析中的应用在仪表板骨架注塑成型分析中的应用一汽技术中心材料部非金属研究室一汽技术中心材料部非金属研究室 丛穆丛穆 江梅江梅仪表板骨架的成型性是指制品的结构（包括壁厚、加强筋等因仪表板骨架的成型性是指制品的结构（包括壁厚、加强筋等因素）是否能够满足塑料注塑成型的要求，即探求制品结构是否素）是否能够满足塑料注塑成型的要求，即探求制品结构是否能保证塑料熔体充满模腔、制品成型后是否会出现由于制品结能保证塑料熔体充满模腔、制品成型后是否会出现由于制品结构导致的（工艺无法控制的）翘曲变形、应力集中等缺陷。构导致的（工艺无法控制的）翘曲变形、应力集中等缺陷。由于本项目开始时仪表板产品模具已经制造完毕，并进入模具由于本项目开始时仪表板产品模具已经制造完毕，并进入模具调试阶段，因此我们的模拟分析工作是从模具已有的浇注系统调试阶段，因此我们的模拟分析工作是从模具已有的浇注系统结构入手，进行制品成型性分析。结构入手，进行制品成型性分析。成功案例成功案例成功案例成功案例三三三三三、注射模三、注射模CAECAE一、现有产品、模具及设备现状：一、现有产品、模具及设备现状：1、产品：产品模型：、产品：产品模型：经过上述修整后的模型经过上述修整后的模型 壁壁 厚：厚：2.5mm 材材 料：料：PC/ABS2、模具：、模具：采用模具已成型方案，即采用模具已成型方案，即7 浇口浇口3、设备及工艺：、设备及工艺：根据产品投影面积及重量定根据产品投影面积及重量定,系统默认工艺参数。系统默认工艺参数。4、浇口布置方式如下图：、浇口布置方式如下图：三、注射模三、注射模CAECAE表表1 中列出制件壁厚为中列出制件壁厚为2.5mm 时的分析结果：时的分析结果：采用采用7 7浇口进料，制件成型良好。但浇口进料，制件成型良好。但7 7浇口方案的气穴位置主要分布在骨架浇口方案的气穴位置主要分布在骨架中间部位，需要在模具上特殊解决排中间部位，需要在模具上特殊解决排气问题气问题,若排气不好若排气不好,可能出现短射。可能出现短射。在试模过程中，发现在试模过程中，发现7 7个浇口的注射过个浇口的注射过程中会出现程中会出现“短射短射”现象，即在骨架现象，即在骨架中间部位不能成型。即使增加局部壁中间部位不能成型。即使增加局部壁厚，也不能打满型腔。为解决这一问厚，也不能打满型腔。为解决这一问题，从缩短流道流程方面考虑，模具题，从缩短流道流程方面考虑，模具厂在模具上（即仪表板中间部位）又厂在模具上（即仪表板中间部位）又增加了增加了6 6个浇口，即个浇口，即13 13 个浇口方案。个浇口方案。三、注射模三、注射模CAECAE二、二、13 个浇口方案的模拟分析个浇口方案的模拟分析从缩短流道流程使熔料填充顺利方面考虑，浇口位置分布如图：从缩短流道流程使熔料填充顺利方面考虑，浇口位置分布如图：第一阶段：用以下参数对壁第一阶段：用以下参数对壁厚为厚为2.5mm 的模型进行流动的模型进行流动保压模拟分析：保压模拟分析：设备锁模力：设备锁模力：7000tonne最大注射速率：最大注射速率：5000cm3/s模具温度：模具温度：80熔体温度：熔体温度：280 三、注射模三、注射模CAECAE熔体在熔体在3.183 秒内能填满型腔，但需要很大的锁模力秒内能填满型腔，但需要很大的锁模力（7067.51tonne）及流动速率）及流动速率(1633.59 cm3/s)，而，而现有设备无法满足这么大的锁模力。现有设备无法满足这么大的锁模力。三、注射模三、注射模CAECAE三、修改产品壁厚三、修改产品壁厚 增加浇口数目后，可以填充满，没有明显的困气产生，但是锁模增加浇口数目后，可以填充满，没有明显的困气产生，但是锁模力结果超标，现有的机器设备不能满足。力结果超标，现有的机器设备不能满足。考虑增加产品壁厚进行分析，适当改变壁厚可以使熔体更易填充。考虑增加产品壁厚进行分析，适当改变壁厚可以使熔体更易填充。将模型壁厚分别设为将模型壁厚分别设为2.8mm、3.0mm、3.2mm。再进行流动保压模拟分析，以观察熔料填充的变化情况，模拟再进行流动保压模拟分析，以观察熔料填充的变化情况，模拟分析不同壁厚条件下制品的成型性。分析不同壁厚条件下制品的成型性。分析结果对比（设备最大锁模力：分析结果对比（设备最大锁模力：5000tonne）三、注射模三、注射模CAECAE 在现在的实际生产中，采用在现在的实际生产中，采用13 个浇口的方案后，壁厚为个浇口的方案后，壁厚为2.5mm 时，仍时，仍然不能使熔料填满型腔，这与模拟分析的结果相同。因此，对于仪表板骨架然不能使熔料填满型腔，这与模拟分析的结果相