基于Moldflow的注塑成型缺陷分析及流道与工艺优化

摘要

随着科学技术的日益发展,塑料制品无论从美观程度还是物理性能上都有了显著的提高,其应用前景日益广阔。近几年塑料制品被广泛的应用于电子仪器、通讯设备、交通工具、航天航空等领域,而注塑成型作为塑料制品的主要成型方法,受到越来越多的关注。然而,注塑成型在实际生产中难免出现各类缺陷,而这些缺陷往往严重影响塑件的外观及质量,如何在设计之初避免缺陷以及在发现缺陷之后进行何种改善已成为了成型技术工作者的研究重点。
　　与依靠设计人员的经验来避免或改善缺陷的方法相比,利用注塑成型CAE模拟软件,可以在PC机上对注塑成型的全过程进行模拟分析,预知潜在缺陷,分析成因,提出最佳的改进方案,避免反复试模,大大提高工作效率。本文以某公司产品外壳上的两套塑件作为实例,利用Moldflow软件对其分别进行充填、保压和冷却模拟,分析注塑过程中可能出现的缺陷及其产生原因,提出优化方案,并通过试模得以验证。
　　针对第一套塑件,使用Moldflow软件发现塑件在充填过程中处于非平衡状态,导致塑件出现欠注与过保压现象,通过试模验证该缺陷确实存在。随后分析了欠注和过保压缺陷的主要成因,并通过优化流道的方法消除缺陷。修模之后的试模结果表明,优化方案确实有效可行,消除了欠注和过保压问题,充填基本达到平衡。
　　针对第二套塑件,通过Moldflow模拟,发现其翘曲变形较大,Z向翘曲尤为严重,分析后利用流道优化和DOE(Design of Experiments,实验设计法)方法缺陷消除。模拟表明新流道方案可以减小翘曲变形量,但变形量仍然偏大。随后利用DOE,结合正交实验法,讨论充填时间、熔体温度及三阶段保压压力五因子三水平下的翘曲变形情况,得到最小翘曲变形时的成型工艺参数。试模表明,通过流道及工艺优化,翘曲变形量被控制在可以接受的范围内。
　　上述研究表明,利用注塑成型的CAE技术,可以得到直观清晰的结果文件,有利于充分认识和了解注塑过程的各阶段物理特性,能较为准确预测注塑过程中可能出现的质量缺陷并提出有效的解决方案。流道优化和DOE方法对于消除非平衡充模和减小翘曲量有着指导意义。

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第1章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究概况

1.3课题的来源及其研究意义

第2章 注塑成型及其数值模拟概述

2.1 注塑成型概述

2.2 注塑成型中常见缺陷

2.3 注塑成型CAE理论基础

2.4 注塑成型分析软件Moldflow简介

第3章 基于Moldflow的缺陷分析及流道优化

3.1 分析前处理

3.2 模拟结果分析及实验验证

3.3 流道优化设计

3.4 本章小结

第4章 针对翘曲变形的流道及工艺优化

4.1 分析前处理

4.2 模拟结果与实验验证

4.3流道优化及模拟结果

4.4 基于DOE法的成型参数优化

4.5 试模验证

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢