注射成型过程数值模拟.ppt

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1、第3部分注射成型过程数值模拟第1节注射成型过程常见质量问题注射成型过程常见质量问题注射成型过程常见质量问题短射（shortshot）熔接痕(WeldLine)气穴(AirTrap)溢料(Flashing)翘曲(Warpage)注射成型过程常见质量问题短射(shortshot)也可以称为填充不足或欠注,是指聚合物不能完全充满模具型腔的各个角落的现象。注射成型过程常见质量问题注塑设备选择不合理聚合物流动性能较差浇注系统设计不合理料温,模温太低注塑喷嘴温度低注塑压力,保压不足制品结构设计不合理排气不良注射成型过程常见质量问

2、题熔接痕(weldline)属于表观质量缺陷,它是产品注塑过程中两股以上的熔融树脂流相汇合所产生的细线状缺陷。熔体流动性不足,料温低模具设计不合理塑料制品结构设计不合理模具排气不良脱模剂使用不当注射成型过程常见质量问题气穴(airtrap)也称为气泡或气孔,它是在成型制品内部所形成的空隙,根据气穴形成的原因,可以把它分成两类:--由于排气不良等原因造成熔体中的水分或挥发成分被封闭在成型材料中所形成的气泡;--由于熔体冷却冷却固化时体积收缩而产生在制品或加强筋,凸台等壁厚不均匀处的气泡.注射成型过程常见质量问题注塑原料

3、不符合要求注塑工艺不当模具设计不合理注射成型过程常见质量问题溢料(Flashing)也称为飞边,当熔体进入模具的分型面,或者进入与滑块相接触的面及模具其他零件的空隙时,就会发生溢料现象锁模力较低模具设计不合理注塑工艺不当注射成型过程常见质量问题翘曲及扭曲(Warpage)都是脱模后产生的制品变形。沿边缘平行方向的变形称之为翘曲,沿对角线方向上的变形称之为扭曲。冷却不当分子取向不均衡浇注系统设计不合理脱模系统不合理成型条件设置不当总体变形X向变形Y向变形Z向变形注射成型过程常见质量问题第2节注射成型模拟技术研究内容注射

4、成型模拟技术研究内容预测塑料熔体流经流道、浇口、填充型腔的过程，计算流道、浇口及型腔内的压力场、温度场、速度场、剪切应变率分布以及剪切应力分布。优化成型工艺参数；确定合理的浇口、浇道数目和位置；预测所需的注射压力及锁模力；注射不足、热降解、不合理的熔接线位置等充填分析注射成型模拟技术研究内容预测保压过程中型腔内熔体的压力场、温度场、密度分布和剪切应力分布等，帮助设计人员确定合理的保压压力和保压时间，改进浇口设计，以减少型腔内熔体体积收缩的变化保压分析注射成型模拟技术研究内容对注射模具的热交换效率和冷却系统的设计方案进

5、行模拟，从而获得制品表面温度分布、热流量分布，冷却回路的热交换率及最小冷却时间等数据，帮助设计人员确定冷却时间、冷却管路布置及冷却介质的流速、温度等冷却工艺参数，使型腔表面的温度尽可能均匀。冷却分析注射成型模拟技术研究内容模拟塑料熔体在成型加工时经历的热、力物理过程，确定制品的微结构，以便预测制品的物理性能及成型质量。结晶、取向分析注射成型模拟技术研究内容预测在给定加工条件下，塑件脱模后的外观质量、几何尺寸、应力分布及机械性能，帮助设计人员修正塑件、模具设计方案，进一步预测塑件的使用性能翘曲分析注射成型数值模拟的一般

6、流程产品几何模型以IGES，DXF，STL等格式导入CAD模型构建模拟模型（前处理）分析求解后处理充模过程动画制件温度场缺陷分析冷却过程分析网格划分材料参数输入边界条件设置工艺结构补充第3节注射成型模拟技术中性面模型技术（mid-plane）假设产品的厚度远小于其他两个方向即流动方向的尺寸，忽略了熔体在厚度方向上的速度分量，并假定熔体中的压力不沿厚度方向变化，由此将三维流动问题简化为流动方向的二维问题和厚度方向的一维分析。中性面模型技术（mid-plane）优点：能够成功地预测充模过程中的压力场、速度场、温度分布、熔

7、接痕位置等信息，具有技术原理简单，网格单元数量少，计算量小。缺点：由于采用了简化假设，它产生的信息是有限的、不完整的。因此，中性面技术在注射成型分析中的应用虽然简单、方便，但是具有一定的局限性，所以表面模型和三维实体模型技术便应运而生了。三维实体模型技术实体模型技术在数值分析方法上与中性面技术有较大差别。在实体模型技术中熔体在厚度方向的速度分量不再被忽略，熔体的压力随厚度方向变化。实体流动技术直接利用塑料制品的三维实体信息生成三维立体网格。优点：利用这些三维立体网格进行有限元计算，不仅获得实体制品表面的流动数据，还获

8、得实体内部的流动数据，计算数据完整。缺点：计算量大，计算时间长表面模型技术是指型腔或制品在厚度方向分成两部分，与中性面不同，它不是在中面，而是在型腔或制品的表面产生有限元网格，利用表面上的平面三角网格进行有限元分析。在流动过程中，上下两表面的塑料熔体同时并且协调地流动。从本质上讲，表面模型技术所应用的原理和方法与中性面模型相比没有本质上的差别，