基于SOLIDWORKS Plastics的塑胶成型仿真分析

以常见的塑胶产品外壳为研究对象，应用SOLIDWORKS Plastics对产品的注塑成型过程进行仿真。在产品开发前期对产品进行浇口位置、数量、成型压力、填充时间、冷却时间、冷却水路排布及翘曲进行预测，同时评估产品熔合线、包封等缺陷，从而减少试模次数，缩短开发周期，进而降低成本。

一 引言

塑胶由于其重量轻，强度高，价格低而被广泛地应用在家电、仪器仪表、电线电缆、建筑器材、通讯电子、航天航空、日用、玩具及汽车等行业。但是由于涉及到高分子材料性能，成型工艺，模具设计及注塑机等多方面的原因，在实际的注塑成型中经常会出现一些缺陷，如短射，缩痕，烧焦及飞边等。大多数的工程师会根据经验去设计产品或模具，经常要经过多次的试模，修模才能满足注塑成型的需求，这样会造成了开发周期长和成本过高的问题。因此，我们可以利用CAE的技术，模拟整个注塑的整个过程以及预测成型后产品的缺陷。本文以SOLIDWORKS Plastics对某产品外壳进行模拟分析，并根据分析结果进行优化。

二 SOLIDWORKS Plastics注塑模拟

SOLIDWORKS Plastics是一款基于SOLIDWORKS平台的模流分析软件。它可以模拟塑料制品在注塑成型过程中的流动，保压和冷却过程，预测产品的残余应力分布、纤维的排向、收缩和翘曲变形等，帮助设计人员及早发现问题，减少试模及修模次数，帮助我们缩短产品的上市周期，提高市场竞争能力。其分析流程如图1。

图1 分析流程

2.1 3D 模型

2 3D模型

图2 所示为某产品的外壳3D模型，采SOLIDWORKS建立模型，无需数据的转化，可以直接切换到SOLIDWORKS Plastics进行模流分析。产品要求外观光滑，设计浇注系统，确定合理的注塑成型条件。

2.2 网格及材料

SOLIDWORKS Plastics根据用户输入的网格尺寸自动划分网格，支持局部网格加密。一般在几何变化较大的地方需要做网格细化处理。另外，SOLIDWORKS Plastics内置大概有5000多种材料可供我们选择，同时支持自定义。产品采用的材料为ABS。