如何进行模流分析?
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模流分析是一种基于软件的模拟,预测塑料树脂如何流入和填充注塑模具。它还考虑了零件冷却和工艺优化。还有其他方法来分析注射成型过程,但建模比加工金属板,建立注射模具,运行样品零件,然后修改工具更快,更便宜,更有效。
模流分析还可以帮助设计人员避免导致注射成型缺陷的错误,如短射、凹痕和翘曲。通过在设计阶段早期做出明智的决策,您可以以更低的成本和更快的周转时间获得质量更好的注塑产品。模具制造商和注塑机也可以受益于审查模流数据。
本文解释了模流分析如何通过早期发现和解决潜在问题来改善注塑成型结果。本文首先讨论了模具流分析软件,介绍了优质塑料件的模具流DFM,最后介绍了一家医疗器械公司的成功案例。
Autodesk模流是用于模拟塑料注射成型过程的最广泛使用的软件。该产品有两个主要版本:模流顾问和模流洞察。模流顾问有高级版和终极版,模流洞察有标准版和高级版。每个应用程序都有不同的功能,但它们都可以导入具有几何数据的CAD文件。
还有其他类型的模流分析软件。选项包括SolidWorks Plastics, Moldex3D和CoreTech Moldex3D, Sigmasoft和Simcon simFLOW。Creo模流分析软件和ANSYS模流分析软件也可用。本文不推荐软件或提供使用说明。相反,它解释了一个强大的模流分析如何可以改善注塑件。
通过在报价过程中要求新天健提供低成本的模流分析,也可以完全避免在模流分析软件上投资。今天就开始上传你的设计吧。
高质量塑料零件的模流DFM
模流分析软件在六个重要方面支持可制造性设计(DFM)。
材料选择
模具设计优化
填充分析
流分析
翘曲分析
流程优化
下面几节解释。
材料选择
模流软件可以让用户在整个注塑成型过程中模拟不同塑料树脂的行为。作为设计人员,您可以使用这些信息来选择最有可能生产最佳注塑件的塑料材料。例如,因为像聚碳酸酯(PC)这样的树脂往往流动性差,你可能会决定在复杂的模具和零件设计中使用丙烯酸。
材料数据库
模流软件通常包括各种塑料材料的流变特性、热特性和其他流相关特性的数据库。因为有成千上万种不同的树脂,包括商品塑料、特种塑料和聚合物混合物,一个全面的数据库是零件设计人员的资产。
材料分析
具有材料分析功能的模流软件可以让您指定单个属性(如流变性)或根据这些特性选择材料。然后,该软件使用这些信息来模拟塑料树脂在注射成型过程的每个阶段的行为,从夹紧和注射到停留和冷却。
比较分析
根据模流软件的类型,模拟多种材料的用户可以并排比较结果。这支持基于零件质量、生产效率和每件成本等因素的明智决策。如果模流分析显示出潜在的缺陷,寻找合适的替代材料可以节省您的时间和金钱。
注塑模具
注塑模具的制作
模具设计优化
注射模具通常由钢或铝制成。钢模具更昂贵,但它们使用寿命更长,生产的零件公差更大,有软、半硬化和硬化等级。模具设计优化开始于模具材料的选择,但也考虑到流道,浇口和冷却线。这三个组成部分也是你的注塑成功的关键。
模具选材
模流分析模拟了注射成型过程中的热量传递。因为不同的塑料在不同的温度下熔化,而且过热会导致聚合物降解,所以了解模具的热性能如何影响您的部件是至关重要的。如果模具温度太高,塑料就会粘在模具上。如果模具温度过低,就会产生凹痕。
流道系统设计
流道是将熔融塑料输送到模具型腔的通道网络。它们要么是加热的(热流道),要么是不加热的(冷流道),要么是绝缘的。模流分析有助于确定最佳流道类型、尺寸、形状和布局,以实现均匀填充和降低压降。热流道提供更大的流量控制,但可能不适合一些热敏性聚合物。
闸门位置优化
浇口是模具中允许熔融塑料进入型腔的开口。它们还控制着水流的方向和体积。通过分析可能的浇口位置,模流分析软件可以建议在哪里放置浇口,使模具填充均匀和完全。模流分析也可以考虑浇口冻结和防止回流所需的时间。
零件冷却分析
冷却线引导冷却介质通过模具。空气冷却用蒸发器来散热。冷却水泵的冷却剂通过管路在腔体的外侧。模流软件模拟注射成型过程的冷却阶段,并预测温度分布和周期时间。因为80%的注射成型周期涉及冷却,更快的冷却有助于控制成本。
冷却线
注射模具中的冷却管路
填充分析
填充分析决定了在注射过程中熔融的塑料如何填充型腔。此信息可指示潜在的问题,如空气夹持或不完整或不均匀填充。然后,模具制造商可以修改工具的设计,以尽量减少短射的风险,以及熔融塑料无法填充整个模具腔。
流分析
模具流的前缘可能会遇到导致流分离的障碍物。示例包括用于在模塑部件中产生孔的芯销。当两个气流锋再次相遇时,它们可能不会混合,因为已经发生了部分冷却。流动分析说明流动模式,可以帮助避免被称为焊缝的注射成型缺陷。
翘曲分析
翘曲分析可以识别由不均匀冷却和不均匀内部收缩引起的潜在问题。模具制造商可以使用这些信息来修改工具,设计师可以使用它来最小化高应力区域或改变壁厚或零件几何形状。新天健的注塑成型设计指南充满了专家信息,您可以在您的下一个塑料项目中使用。
下载注射成型设计指南
流程优化
像零件设计师和模具制造商一样,注塑成型可以从模流分析中受益。例如,在为生产运行调整注射压力、保持压力、熔体温度和包装压力时,模具工可能会考虑模具流数据。
注射压力是注射模被填充时的压力。
保持压力是在浇口冻结之前保持充模的压力。
熔体温度是熔融塑料进入模具时的温度。
当塑料在模具中冷却和收缩时,包装压力会充分压缩塑料。
本文的最后一部分包含了一个新天健客户的模流分析成功案例。
模流分析成功案例
一家医疗器械公司想要用尼龙注塑模具制造零件,尼龙是一种流行的塑料,具有良好的机械强度和热性能。然而,最初的运行产生的部分有轻微的弯曲。随后的测试确定,平面度对部件功能至关重要。医疗设备公司的设计人员随后要求在零件的第二次试运行之前进行工程更改(ECs)。
虽然第二次生产的零件比第一次生产的好,但第二批仍然没有通过测试。设计变更,新的冷却装置和修改注塑模具参数是不够的。然后,新天健建议进行模流分析,将注塑尼龙与聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC+ABS)的聚合物混合物进行比较。
PC/ABS是世界上应用最广泛的工程热塑性塑料之一。它坚固,坚硬,耐热,即使在低温下也具有很高的抗冲击性。在加工过程中,这种聚合物共混物具有低收缩率,从而减少了注塑缺陷。通常,PC/ABS用于汽车行业的手套箱和电子行业的笔记本电脑显示器外壳。
医疗设备公司同意考虑PC/ABS,因此新天健进行了模流分析,将这种材料与尼龙进行了比较。结果表明,PC+ABS复合材料在不影响零件强度的情况下,挠度较小。根据新天健的建议,医疗器械公司将其设计修改为PC+ABS。需要新的工具,但客户收到了所需的精密零件。
新天健是一家领先的OEM制造商,致力于提供加工6061铝从原型到生产的一站式制造解决方案。我们很自豪能够成为ISO 9001认证体系质量管理公司,我们决心在每一个客户关系中创造价值。我们通过协作、创新、流程改进和卓越的工艺来做到这一点。应用领域:汽车工业、自行车摩托车、门窗家具、家用电器、煤气表、电动工具、LED照明、医疗器械配件等。