34Moldflow模流分析报告

MoldflowAnalysisReportPage1Moldflow模流分析報告MoldflowAnalysisReportPage2内容提要1.分析說明一-------------------------------------------------------------------------32.塑膠材料簡介--------------------------------------------------------------------------43.產品模型簡介--------------------------------------------------------------------------54.分析模型簡介--------------------------------------------------------------------------65.原始方案澆注系統設計--------------------------------------------------------------------------76.原始方案冷卻系統設計--------------------------------------------------------------------------87.原始方案基本成型條件--------------------------------------------------------------------------98.原始方案分析結果--------------------------------------------------------------------10~309.結論與建議1------------------------------------------------------------------------3110.分析說明二------------------------------------------------------------------------3211.改善方案1澆注系統設計------------------------------------------------------------------------3312.改善方案1冷卻系統設計------------------------------------------------------------------------3413.改善方案1基本成型條件------------------------------------------------------------------------3514.改善方案1分析結果-------------------------------------------------------------------36~5515.結論與建議2------------------------------------------------------------------------5616.分析說明三------------------------------------------------------------------------5714.改善方案2澆注系統設計------------------------------------------------------------------------5815.改善方案2冷卻系統設計------------------------------------------------------------------------5916.改善方案2基本成型條件------------------------------------------------------------------------6017.改善方案2分析結果--------------------------------------------------------------------61~8018.結論與建議3------------------------------------------------------------------------81MoldflowAnalysisReportPage3分析說明一如下圖的產品，為複印機上的零件，對尺寸精度要求較高。採用PPE+PS+40%GF的塑膠以熱流道成型，產品結構與進澆位置均已確定，客戶希望通過調整冷卻水路或冷卻條件將整個周期時間縮短，因此藉以Moldflow模流分析驗證是否可行。因Moldflow材料數據庫内暫無客戶使用的GEPPE+PS+40%GF塑膠，故在分析中使用物性較爲相似的AsahiKaseiCorporation的PPE+PS+40%GF塑膠來代替，在數值上會与實際試模有差異，但趨勢是一致的。此報告中以幾種方案進行分析比較，其中Originaln為客戶原始設計方案，Revisedn為我們基於Moldflow上的改善方案。MoldflowAnalysisReportPage4塑膠材料簡介PPE+PS+40%GFXyronX1764AsahiKaseiCorporation1.MeltDensity1.2827g/cu.cm2.SolidDensity1.3645g/cu.cm3.EjectionTemperature110.000000deg.C4.RecommendedMoldTemperature75deg.C5.RecommendedMeltTemperature275deg.C6.AbsoluteMax.MeltTemperature340deg.C7.MeltTemperatureMinimum250.000000deg.C8.MeltTemperatureMaximum300.000000deg.C9.MoldTemperatureMinimum50.000000deg.C10.MoldTemperatureMaximum100.000000deg.C11.MaximumShearRate50000.0000001/s12.MaximumShearStress0.4500000MpaMoldflowAnalysisReportPage5產品模型簡介產品長寬高約為303*189*58mm，大部分肉厚較爲均勻，基本肉厚為2.6mm。但局部區域較厚，達6.0mm以上（如左圖），可能會發生嚴重縮水問題；局部大面積區域較薄，僅0.9mm左右（如右圖），可能會發生嚴重滯流問題。肉厚分佈MoldflowAnalysisReportPage6分析模型簡介對此薄殼類產品，可使用Moldflow有限元分析網格中的Fusion（雙層面網格）或Midplane（中性層網格）進行分析，分析結果一致。前者取外殼雙層網格，外表形狀与3D模型相同，前處理時間較短，但網格數目是後者的兩倍以上，分析時間較長；後者取中間單層網格，局部區域形狀需做等效處理，前處理時間較長，但分析時間較短。本分析採用後者。Fusion網格Midplane網格MoldflowAnalysisReportPage7原始方案澆注系統設計原始方案Original1為三板模，一模一穴，採用外熱式熱流道系統，兩點進澆（澆口直徑為3.0mm）。詳細尺寸請參考2D模具圖。Original1MoldflowAnalysisReportPage8原始方案冷卻系統設計原始方案共設計十條水路，其中母模側六條，公模側四條，藍色管道為10mm的直通水路，黃色管道為16mm的擋板水路，詳細尺寸請參考2D模具圖。Original1MoldflowAnalysisReportPage9原始方案基本成型條件注射機設定：Machinemaximumclampforce:350tonneMaximumpressure:216.00MPaMaximuminjectionspeed:422.52cm^3/sScrewdiameter:58.00mm充填條件:Moldtemperature:70.00deg.CMelttemperature(HotRunner):280.00deg.CInjectiontime:2.0secPartvolumetobefilled:255.8cm^3PartWeight(Solid):349gTotalprojectedarea:390.4cm^2冷卻條件:CoolantTemperature(Cavity)60deg.CCoolantTemperature(Core)60deg.CPRESSURE[%HP]STEPDURATION[sec]28.00.028.04.00.00.00.025.504.029.5t(s)P(%HP)保壓曲線:原始方案分析採用与實際試模相近的成型條件（HP約為190MPa），成型周期為43s（包括11.5s的開模時間）。28Original1MoldflowAnalysisReportPage10原始方案分析結果以下解析的包括冷卻、充填、保壓、翹曲分析的較爲重要的結果。Original1MoldflowAnalysisReportPage11Original1由圖中可知，水溫升高較小（進出口水溫差在兩度以内），冷卻水路的長度設計是可以達成冷卻要求的。成型時不要爲了省事而將水路串聯起來，否則會導致水路過長水溫持續升高而降低冷卻效果。冷卻水溫變化MoldflowAnalysisReportPage12Original1左圖表示產品公模側表面溫度分佈，右圖表示產品母模側表面溫度分佈。從圖中可知，表面溫度分佈不太均勻，冷卻效果不太理想。公母模側表面溫度分佈MoldflowAnalysisReportPage13Original1從圖中可知，公母模側表面溫差較大，會使產品公母模側收縮不均一而導致翹曲變形問題。公母模側表面溫差MoldflowAnalysisReportPage14Original1上面兩圖表示的是從循環周期開始到產品完全凝固所需要的時間。開模時圈示的幾個區域仍未凝固（如右圖，大部分區域在16s内就可以凝固），而最長凝固時間竟達80s左右（也正是產品上最厚的區域），故必將有嚴重縮水發生。產品凝固需要的時間MoldflowAnalysisReportPage15充填時間約為2.2秒，充填流動不太平衡。箭頭指示處為最後充填區域。圈示處的薄肋發生嚴重滯流現象，導致產品短射。歸因於此肋太薄（僅0.9mm左右），而澆口又距離此肋太近，塑膠流動到該處時受到極大阻力而停滯不前並迅速凝固了。實際試模中用GEPPE+PS+40%GF的塑膠可能勉強填滿，但成型窗口很窄，仍可能短射，對此應高度重視。充填時間（點擊Filltime圖面即可播放動畫）Original1MoldflowAnalysisReportPage16充填流動過程Original1MoldflowAnalysisReportPage17Original1此圖表示的是從循環周期開始到開模期間波纖的配向狀況。從圖中可知，紅色綫條分佈區域代表波纖配向較爲嚴重，而藍色綫條分佈區域代表波纖配向較弱。波纖配向分佈（點擊圖面即可播放動畫）MoldflowAnalysisReportPage18上面兩圖表示的是充填過程中流動波前溫度的分佈，大部分區域較爲均勻，均在280度左右。但圈示區域（即0.9mm左右的薄肋）塑膠因發生嚴重滯流，流動波前溫度急劇下降至145度，已接近于凝固溫度，阻礙了後續塑膠再進入該區域，導致短射發生。流動波前溫度分佈Original1MoldflowAnalysisReportPage19點擊上面兩圖可動態演示從循環周期開始到開模期間產品厚度方向上的溫度變化。循環周期溫度變化（點擊圖面即可播放動畫）Original