基于CAE的嵌件注塑成型缺陷分析及成型周期优化

摘要

消费电子产品越来越高的轻薄化需求，对电子产品塑胶件的刚度和强度提出了更高的要求。为此，人们在传统注塑成型技术的基础上发展出了嵌件注塑技术。然而在实际生产中，嵌件却往往伴随着诸多成型缺陷：不饱模、熔接线、气穴和翘曲变形等。同时，随着中国沿海省市劳动力成本的不断上升，如何运用注塑成型CAE模拟软件—Moldflow减少注塑模具试模成本及降低嵌件的成型周期也越来越成为业界降低产品生产成本的关键。
　　本文以某移动通信设备用连接器为研究对象，运用Moldflow软件针对以上问题进行了研究，主要研究内容与成果如下：
　　(1)连接器嵌件的成型缺陷分析。首先利用Moldflow软件对该连接器嵌件的充填工艺过程进行了数值模拟，然后将模拟结果中的成型缺陷(充填不饱模和熔接线)与实物的成型缺陷进行对照研究。对模拟结果中的充填不饱模缺陷和实物中充填不饱模区域进行尺寸对比，通过误差分析验证了Moldflow软件在嵌件成型缺陷分析中的实用性。接着在前人研究基础上，分析了该连接器嵌件成型缺陷的主要成因，提出了两个改善该连接器嵌件成型缺陷的浇注系统优化方案，根据软件模拟结果，选取了其中最优方案(四浇口)，最后通过试验进行了验证。
　　(2)连接器嵌件的成型周期的优化。设计了一个六因素五水平的正交试验。以模具表面温度、熔体温度、V/P切换时充填体积占比、保压压力占型腔最大压力百分比、保压时间、冷却时间这六个工艺参数为因子，该连接器嵌件的体积收缩率与成型周期为目标值，运用直观分析法和方差分析法，分别得出单个目标值的最优参数组合及其显著因子。然后通过综合质量评价法，得到了兼顾两个目标值的最优参数组合(模具温度100℃；熔体温度340℃；V/P切换时充填体积占比99％，保压压力占最大充填压力的90%，保压时间3s，冷却时间18s)，并对其进行试模，最后通过多组试模结果的误差分析验证Moldflow软件在该连接器嵌件注塑成型中的实用性。
　　以上研究说明，计算机仿真软件紧密结合工艺实验的研究思路，对改善嵌件外观成型缺陷、优化成型工艺方案及成型周期具有重要的指导意义。

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第一章 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

第二章 嵌件注塑成型基本理论及Moldflow软件简介

2.1 嵌件注塑成型概述

2.2 嵌件注塑成型中常见缺陷

2.3 嵌件注塑成型CAE理论基础

2.4所使用Moldflow软件的简介

2.5 本章小结

第三章 嵌件成型缺陷分析及改善

3.1 缺陷分析前的工作

3.2 成型缺陷的验证与成因分析

3.3 基于Moldflow软件的浇注系统优化

3.4 采用优化方案生产的产品

3.5 本章小结

第四章 嵌件的成型周期优化

4.1 成型工艺参数的参考值

4.2 基于正交试验的嵌件成型周期优化

4.3 试模验证和误差分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文与科研情况

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