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国内目前的模具行业基本是靠经验控制质量和成本，不可否认经验的重要性，但是在科学技术迅猛发展的今天，成本降低，利润空间提升，产品质量的上升才是各公司在激烈的竞争中立于不败之地的根本，质量和成本在过程中加以控 制才是各公司能够长期生存下去的必经之路，而质量和成本的过程控制中CAE 软件的应用是必不可少的。在塑料注塑模具行业，moldflow 是世界上公认的最先进的模流分析软件。
( ^+ b% k$ N3 W! F5 R" ]1 r% D一． 优化设计部提供的产品设计( ?/ B. U- t2 {" C& ^
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该产品为汽车车灯灯体，上图分别是产品设计前后变形的分布情况，在接到客户提供的3D 图档时通过MOLDFLOW发现产品设计存在变形较大达到2.5mm，装配困难的问题，及时向设计部反应，要求设计部做产品设计更改。产品设计更改后，用MOLDFLOW 分析没有问题后再做设计和加工。这样就从源头上克服了设计和加工过程的盲目性，从而实现质量提升和成本降低。
' O; L$ _& R% F6 b3 n1 O而传统的做法是拿到产品设计后立即开始模具设计加工，等产品出来后才发现产品有问题，有的通过改模可以实现，有时则不能，这样一来，产品质量即没法保障，时间和金钱又在一次次试模，改模和重开模中浪费，公司成本上升，利润空间降低，开发周期延长。 ) A/ }2 K' o% g: a# ]% y
其实，如果产品设计者本身拥有MOLDFLOW，在产品设计时即分析产品设计的合理性，这样开发周期还可以大大降低。/ h' g: p% |3 c/ O- r
二． 优化模具设计, ~) [ Y6 N# W. R0 q8 W
通过MOLDFLOW 优化模具设计，比如浇口位置和数量方案，冷却水路排布方案等。通过优化模具设计，保证模具设计最优化，从而保证产品质量，而且优化后的模具设计可以是成型工艺窗口宽，保证工艺的稳定性。优化模具设计最重要的是优化浇口位置和数量方案。以下是一个优化浇口位置。+ u, C1 i5 N+ j1 }) p" P) p
* D. { p) q6 S4 c, e! j该产品是汽车零部件，如果用第一方案变形量达1.6mm, 而用第二方案变形量仅为1.0mm. 设计部不能接受1.6mm变形而接受1.0mm变形。在模具设计时，如果没有MOLDFLOW而凭经验，可能大多数模具设计都会选用第一个方案，这样等产品出来才发现变形量大，交到设计部，不接受，再去改模甚至重开模，成本就在这过程中增加，产品开发周期延长。
2 P) B) f$ |$ G! _三． 优化工艺参数
9 o- C4 V5 v; ^/ o5 WMOLDFLOW 优化工艺参数，主要是优化保压曲线，冷却液体温度等。通过优化保压曲线可以解决某些产品的收缩变形; 通过优化冷却液体温度可以解决某些翘曲变形问题。以下是一个优化保压曲线的案例7 O+ w- O( B3 h9 u3 i5 p/ P5 b9 O
: T! L' _; s. w! [第一个图是优化保压前某方向的收缩情况，扣除缩水后仍然有0.81mm 的收缩，收缩量不在公差范围内，第二个图是优化保压后的收缩情况，扣除缩水后收缩量为0.24mm，在公差范围内。
7 D" [/ d* f: N7 l: X5 [通过优化工艺参数，将这个参数提供给工艺工程师，工艺工程师可以把这些参数作为试模和生产的参考数据，从而尽快找到工艺窗口，节约时间。
/ p+ |! B: m0 u5 ~( k 四、MPI/Flow 应用实例
9 z1 d0 F K% s# T0 U在车灯工业，车灯注塑件表面问题一直是困扰产品品质的大问题。引起产品表面的几个重要原因： # K; z8 N' Q" m( e9 A; X; n
1、结构原因。由于汽车零件尺寸相对比较复杂，在产品设计过程中相对不好控制，有些部位会由于壁厚不均匀产生后续表面问题。 : A* V E0 j) P/ Y3 v' `' _
2、材料问题。 由于不同的材料，其在成型过程中，高分子纤维流动性差异很大，选择合适的材料对产品品质影响很大。 ! C% K) u) O6 F% M
3、模具设计问题。模具设计中，排气系统和冷却系统的设计对产品的成型品质有着关键的作用。 . w. T4 E& K: N. w
在运用CAE 软件之前，我们的产品往往由于产品注塑出来后才发现表面问题而不得不多次修模。为了提高产品质量，缩短产品开发周期，我们引进MOLDFLOW 软件中的 Fusion，FLOW 模块进行分析，通过对塑件成型过程进行模拟计算，着重是预测浇口位置对熔合线位置和角度的影响，料流前锋温度对熔合线强度的影响，困气对表面的影响，并验证优化方案的合理性，从而帮助我们确定合理的产品结构设计、浇口位置及数量、模具排气系统设计，大大降低了产品的试模次数。 ; ~9 g9 H# ` n: }
以下就是我们利用MOLDFLOW 软件进行分析的一个实际案例。
2 w+ O; A) E9 ~9 ?4.1 原始产品设计，模具设计 7 {' g0 s1 T& I7 ] }8 ]
原始的实体模型，为前雾灯反射镜，通过igs 文件格式读入MPI 并划分好有限元网格，流道系统在MPI 中创建。制件模型和流道系统如图1所示。& o: m1 ?7 S1 w, i" G
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4.2 工艺条件
' ]1 Q8 [( ~4 S, p4 |该产品为反射镜，产品后续需要电镀，故对熔接痕和熔接痕所在位置的排气要求较高制件材料选用Bayer 公司PC 料牌号：Apec 1895。工艺参数为：熔体温度340oC，模具温度140oC，注射时间为2 Sec，保压时间为10s，保压压力为注射压力的80%。
' ^9 a( f, E7 k7 `4.3 模拟结果
# n! K- a! k# }! `按照上述工艺条件，对制件的填充、保压过程进行了分析，得到注塑料流前锋温度如图2 所示，温度均在推荐温度340 oC 正负20oC 范围内，温度有较好的保障；在图3 中，我们可以看出产品出现熔合线的位置；图4 中，显示的是困气的位置。依据这三个模拟结果，我们就可相应的改变制件结构设计和模具设计，并通过Moldflow 软件验证优化方案，从而保证产品熔合线和困气位置的表面质量。
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* U& g) w, B2 ?* e- o; n- Q4 X# A五、优化模具设计
8 z0 ~( X9 h$ u/ r5 Z根据分析结果，我们做了模具设计变更。4 a7 ~- V: H4 @: J" a v3 i- W
1. 在熔合线动模侧加排气入子。9 N; h; r+ O- S% [5 \* a$ C
2. 在困气位置加排气入子。
: G, h' b/ N+ b3 ^) u) C六、优化设计后结果
- I% C' v0 z" t; o/ r通过模具设计变更，保证了我们在前端发现问题，并解决问题，保障了我们产品的质量，达到一次试模成功。 |
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狗仔卡
发表于 2009-6-8 15:36
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