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        注塑模具百科|MoldFlow塑料模具模流軟件分析及應

        日期:2022-10-02 06:00:49
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        注塑模具百科|MoldFlow塑料模具模流軟件分析及應用: 在注射成型過程中,模具溫度直接影響產品的質量和勞動生產率。

        通過溫度控制保持適當的模具溫度可減少產品變形,提高產品的機械特性,提高產品的表面質量,并提高產品的尺寸精度。

        與此同時,在整個注射周期內縮短約80%的冷卻時間是提高生產率的關鍵。

        因此,必須設計合理的冷卻系統,有效地調整模具溫度。

        冷卻系統的設計在20世紀60年代已經引起人們的關注,進行了很多研究,得到了一些簡化公式或經驗公式。

        但是實際產品的形狀非常復雜,因此這些公式的適用范圍非常有限。

        MPI/Cool分析了模具冷卻系統對模具和產品溫度場的影響,優化了冷卻系統的布局,達到了快速平衡地冷卻塑料部件的目的,從而縮短了注射成型的冷卻時間,提高了勞動生產率,減少了廢品,從而實現了提高企業經濟效益的目標。

          MPI/Cool簡介  影響注射模冷卻的因素包括產品外觀、冷卻介質類型、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數和空間放置、模具材料、熔體溫度、工件所需的頂出溫度和模具溫度,以及產品和模具之間的熱循環交互。

        這些參數相互連接并相互影響,因此只有在這些參數正確組合的情況下,才能獲得理想的結果。

        但是,只有CAE分析才能獲得理想結果的傳統經驗和簡化公式很難確定。

        MPI/Cool使用邊界元素方法來三維模擬模具的溫度場,使用產品厚度方向的分析來計算溫度分布,以及通過產品熱流完全組合兩個項目的迭代計算來解決這些問題,典型產品的冷卻分析可能需要大約12至72小時的迭代計算,計算機CPU和內存要求非常高。

        通過與冷卻通道中冷卻介質的能量方程一起分析模具的溫度場,可以可靠地計算產品/模具和模具/冷卻介質之間的接口溫度。

        型芯和型腔WIP厚度方向的不對稱性考慮了在整個計算過程中對產品溫度分布的影響。

        MPI/Cool通過模擬冷卻管道(包括隔板管、噴氣管、連接軟管)、鑲件、多種模具材料、冷流道和熱流道、分型面以及模具邊界對模具和產品溫度的影響,為優化冷卻系統提供了可靠的依據。

        MPI/Cool不僅可以對中性和Fusion模型進行冷卻分析,還可以對3D模型進行冷卻分析。

        您還可以結合MPI/Cool、MPI/Flow和MPI/Warp,獲得完整的動態注射成型過程模擬流動分析。

          MPI/Cool的作用  MPI/Cool通過對模具、產品和冷卻系統的傳熱分析,為用戶提供豐富的仿真分析結果。

          (1)冷卻時間確定適當的冷卻時間,以確保產品脫模時有足夠的強度,從而避免脫模后發生變形。

        MPI/Cool可以計算產品完全硬化或用戶設置的硬化比所需的冷卻時間。

          (2)型腔表面溫度分布型腔表面溫度對產品質量有重要影響。

        MPI/Cool模擬注射周期中型腔表面溫度的分布,幫助工藝人員確定模具溫度的均勻性以及是否達到材料所需的成型溫度。

        對于中性表面模型,MPI/Cool還可以計算產品兩側的溫度差。

          (3)產品厚度方向的溫度分布產品頂出時的溫度是確定冷卻時間是否合理的重要因素,溫度過高時,必須加強冷卻或適當延長冷卻時間,溫度過低表示冷卻時間過長。

        MPI/Cool可以預測頂出點沿厚度方向的產品溫度分布,包括厚度方向的最大溫度位置、厚度方向的平均溫度以及厚度方向的單位溫度變化。

          (4)產品的硬化時間根據成型表面的溫度預測產品完全硬化所需的時間。

          (5)冷卻介質的溫度分布和冷卻管道表面溫度分布冷卻介質的溫度變化,以及冷卻管道表面和冷卻介質之間的溫度差異,是確定冷卻效果是否有效的重要依據。

          (6)冷卻管道的壓力減小、流動速度和相應的雷諾數量決定流動狀態,因此必須確保冷卻介質處于湍流狀態。

          (7)鑲件的溫度分布,鑲件/模具接口的溫度差分布鑲件/模具之間的溫度差,反映了通過接口的熱阻大小。

          (8)分型面和模具外表面的溫度分布。

          MPI/Cool應用程序示例  建?! ‘a品在3d CAD軟件(如Pro/E、UG、Solidworks、Cimatron等)中建模,通過STL文件格式讀入Moldflow軟件,在“MF/View”的前后處理器上完成最終修改,并生成冷卻系統和進料系統。

        產品型號、冷卻系統和注入系統如圖1所示。

        在這種情況下,您可以在巖型側設計8條冷卻線(沒有回水孔)、沖孔側7條冷卻線、藍色管道為φ10mm的直線數、黃色管道為φ26mm的擋板水道,共15條冷卻線,以增強模具側的冷卻效果。

          工序條件  Chimei ABS' poly lacpa 707 '使用熔體溫度230℃和型腔溫度60 ℃的工藝參數。

        冷卻管道的直徑為φ10mm,冷卻介質為水,冷卻液溫度為25°c,入口雷諾數為10000。

        整個注射成型周期為35s。

        其中注射、壓縮和冷卻時間為30s,頂出時間為5s。

          模擬結果  根據上述工藝條件完全模擬產品冷卻過程所得的模擬結果如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示。

          如圖2所示,巖型側表面溫度分布很容易看出表面溫度分布不均勻,冷卻效果不理想,決定根據實際情況在每條路上增加3至5個通道孔,并相應地調整通道的數量和位置,以增強整體冷卻效果,并消除區域的不均勻冷卻。

          圖3顯示,通用模式側冷卻液流速約為5.174liter/min,臂模式側冷卻液流速約為4.234 liter/min,兩者均超過2.5 liter/min,因此為此產品設置的冷卻工藝參數也更加合理。

          如圖4所示,產品從循環開始到產品完全凝固所需的時間為62.32s,大多數區域在20s內可能會凝固(打開模具之前,該產品的凝固率大大超過80%,不影響脫模),打開模具時,紅色區域的一小部分尚未凝固,最大凝固時間達60s(即產品的兩個流動匯合區域),因此會發生輕微的收縮,因此必須相應地調整冷卻水道和水孔的位置,以減少該區域的熱  如圖5所示,如果水溫上升得更小(進出口的水溫差在2度以內),冷卻通道的長度設計可以滿足冷卻要求。

        成型時不要連鎖部分或全部渠道。

        否則,整個水道可能會太長,水溫會持續上升,從而降低模具和產品的冷卻效果,延長頂出時間,降低工作效率。

          如圖6所示,如果暗水側入口雷諾數為10000,公共模具側翻轉數雷諾數為10000,入口雷諾數為12221,并且超過部分設置的雷諾數10000,則設置冷卻過程參數更加合理。

          如圖7所示,型腔大多數材料流向溫度不超過材料限制(限制:/-20℃),薄壁部分流向溫度略低,但整個產品溫度差不超過20℃表示產品質量得到了很好的保證。

          結語  MPI/Cool通過對冷卻過程的仿真分析,幫助模具設計師和工藝人員全面了解模具冷卻系統的冷卻效率及其合理性。

        這是優化合理冷卻系統和提高產品勞動生產率和質量的重要指南。

        (end)

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