在汽车工业和塑料制品制造业中,模流分析(Mold Flow Analysis)是一种重要的工艺优化手段。它通过模拟塑料熔体在模具中的流动、冷却和固化过程,预测产品可能存在的缺陷,从而优化模具设计和注塑工艺。本文将从前期准备到如何进行更准确的分析,提供一份详尽的技术指南。
在开始模流分析前,首先要明确分析的目的。对于新模具,分析可以避免潜在问题,确保设计合理性;对于现有模具,分析可以帮助解决实际问题,如充填不饱、翘曲等。
收集所有相关的设计和工艺数据,包括产品的3D模型、模具结构、材料特性和工艺参数。
表1 注塑工艺参数
材料特性拟合程UDB文件,而后导入末流分析软件中,其中包括材料的流变、热导率、PVT、填料长径比等数据。
图1 材料特性参数
根据项目需求选择合适的模流分析软件,如Moldflow、Moldex3D等。
网格是模流分析的核心,高质量的网格直接影响分析的准确性。确保网格划分满足以下要求:
▪不能存在自由边界。
▪双面流分析,上下表面的网格匹配率必须达到90%。
▪三角形单元的边长比:平均<3:1,最大<6:1。
▪网格之间没有交叉和重叠。
▪网格的大小。
准确定义材料的参数,如熔体流动指数、热膨胀系数等。
根据实际注塑机的性能设定注塑参数,包括注射速度、压力、保压等。
填充分析是模流分析的第一步,关注熔体如何填充模具型腔。注意注射/保压切换点应在注射完成95%~99%之间。
如果注射量小于零件体积的95%,可导致保压不足。即部分区域会因填充不足而出现缩印、缺料等缺陷。
检查模流末端的压力分布,确保压力分布平衡、对称,避免过大的压力导致材料收缩不一致或保压不足。
监控熔体前端温度变化,避免过高的温度变化导致内部残余应力和翘曲。
冷却分析关注模具冷却系统的效率,确保塑件均匀冷却,避免变形。
翘曲分析预测塑件在冷却和固化过程中可能出现的变形,为模具设计提供修正依据。
确保导入模流分析软件的几何模型与实际模具一致,避免主要特征丢失。
使用与实际生产相匹配的工艺参数,如注射速度、保压压力等。
定期更新软件内的材料数据库,确保材料参数的准确性。
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来源:国高材分析测试中心