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1、MOLDFLOW在气辅注塑成形中的应用图1把手产品造型和壁厚布局本文介绍了MOLDFLOW在分析气辅注塑制品的基本思路,通过对•汽车把手完整的分析优化过程,证明了气辅注塑成形町在设计前进行分析优化,CAE技术在预测制品缺陷和提高制品成形质量方面,可为设计人员提供有效的技术支持。气体辅助注射成形是在传统注射成形基础上发展起来的一种新型注射成形技术，该工艺具冇注射压力低、塑件翘曲变形小、表面质屋好、节省用料量、缩知成形周期以及可成形壁厚差异比较大的塑件等优点。自20世纪90年代开始，GAIM技术已广泛应用到汽车、家电以及家具等行业，在激烈的市场竞争中，为客户提供低成本、高
2、品质的产品。气辅成形技术经过不断发展和创新，在实际牛•产中出现了多种不同的工艺类型，按工艺特性可分为欠料注射和满料注射。欠料注射工艺是首先将熔融塑料注入模具型腔，再经过气体延迟时间将高压惰性气体（-•般为高压N2）注入熔体内部，继续向前流动充满整个型腔，保压开模顶出。满料注射工艺常用的是溢料成形法，溢料成形工艺是在模貝-型腔外设置一个与主型腔连通的副型腔，型腔与主型腔通过阀门控制两者的连通。首先将副型腔关闭，熔体注满主型腔示打开副型腔，同时开始向主型腔注入高压气体，在高压气体作用下将多余的熔体进入到副型腔，此时关闭副型腔进入保压阶段，对型腔中得熔体进行保压补缩开模顶出
3、制品。—
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5、“r・nImm■FlT411:穴・,■KV7HHB1atc"<•«<*c甩•和■■L・$■8C1■P5c•JimcJLX-tfMKia—1时丄c■■取ISmYfo>m«4aflrfAx»ci»ffiYtVACinn畑".%・■“>IHrw•gmihb■■mne專嗣553>/•传统的MOLDFLOW分析采用单层面添加气道分析，由于气道等效无法真实模拟复杂制品,木文采用3D模拟分析，消除了传统的分析弊端。案例介绍外门把手为汽车重要的外观件，表而质量要求较高，同时要保证制品装配尺寸。制
6、品结构及壁厚分布如图1所示，最人外形尺寸为257mmx86mmx94mm（长x宽x高）,产品基木壁厚2.5mm,制品最厚处壁厚是30mn%为避免表面缩痕及控制制品重屋，需采用气辅成形工艺，厚壁处设计为气道。图3网格模型CAE分析1・制品分析说明分析采用L实际相同的塑胶材料TechnoPolymer公诃生产的ABS,牌号为TechnoABSF5270,具体属性如图2所示。由于把手结构复朵、壁庁差界较大，不利于抽取中形而和设定气道，因此采用3D网格进行气辅成形分析，网格数量为43万个，网格模型如图3所示。图4制品浇注系统和熔接痕2.浇注系统确定及充填结果综合考虑制品成形质
7、量及将浇口放置在非外观面等耍求，浇口位置如图4所示；同时为避免气体倒灌进入热流道，采用热流道阀式浇口的进胶方案。热流道直径为12mm,阀浇口直径为4mm,冷流道直径为8mm,浇口尺寸为4mmx1.5mm（宽x厚）。图5制品填充制品填充时间为1.5s,充填短射图如图5所示;制品成形压力为45MPa,锁模力26.4t；外观而没有熔接痕。图6气辅系统2.气针位置和气压曲线确定根据浇口位置可确定气针即进气位置，按照气辅成形设计原则，熔体最后充填位置通常为气体充填末端即气道末端。这样熔体和气体充填方向一致，对以保证气体充填顺畅及保压补缩效果，同时避免气辅成形缺陷，如于•指效应等
8、。此案例山于采用溢料注射法，可以通过阀针的开关控制溢料井为最后充填处，因此气针及溢料井的设宜可以有两种方式。这样就增加了设计的口由度，可根据产品结构或质量要求进行选择设计。方案A为进气点靠近浇口，溢料井设置在远离浇口的位置：方案B为进气点远离浇口，溢料井设置在靠近浇口一侧，具体结构如图6所示。图7气体填充示意MOLDFLOW气辅成形分析可以通过比较气体充填和气道穿透等结果分析比较气辅成形方案，进而不断优化气道尺寸及气辅压力曲线。通常情况下，气压越大，气体穿透越充分，但是手指效应越明显，需要设定合适压力值，满足成形质量的要求。两种气辅方案在不同气体压力条件下，制晶气体填
9、充如图7所示，采用高压气体注射时两种方案的气体均可在气道内填充完全。由于方案A进气位置处丁•外观面，进气时在气针位置容易产生气痕，影响制品外观质量，因此优选方案B。图8气道分析示换算结果2.溢料井尺寸分析确定溢料井的体积按照气辅设计要求为制品厚壁部分体积的一半作为初始设计,初始设计采用氏方体形状。但是由于长方体溢料井较厚难以冷却，会影响制品的成形周期。因此根据MOLDFLOW分析得岀最佳溢料井体积换算成相应的U形流道，然后再进行气辅优化分析，分析结果如图8所示。U形溢料井方案满足气辅成形质量要求，并H•可以捉高制品成形效率。图9制品缺陷预算3.制品缺
