Moldflow流動波前溫度結(jié)果正確解讀

2016-09-14 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

一、流動波前溫度分析結(jié)果概述

Moldflow流動波前溫度結(jié)果,即Flow Front Temperature,產(chǎn)生于中性面、雙層面和3D單元模型的流動分析結(jié)果。這個結(jié)果是流動分析結(jié)果中重要的一項,它比較全面的反映了塑膠在充填產(chǎn)品時的流動狀態(tài),能夠幫助我們評估流動粘度大、滯流、短射、外觀質(zhì)量等潛在成型問題。

通常我們在設(shè)計同一類產(chǎn)品的時候,大部分的基本形狀是相似的,只會做一些如增加或者減少壁厚,改善筋條位置或者增加數(shù)量等局部結(jié)構(gòu)上的處理,由于這些改變,以往成熟的工藝條件,不得不為了局部的改變尋找新的平衡點,客觀上局部結(jié)構(gòu)的處理使得成型窗口相對變得縮小了。對于流動波前溫度的結(jié)果,我們能夠深入通過溫度場的分布來理解這種變化,理解塑膠在充填時對于產(chǎn)品上大部分結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)之間的流動模式的差異,相互之間的沖突,如塑膠更容易優(yōu)先充填流動阻力比較小的大截面區(qū)域,而小截面或者壁厚較小以及突出的筋條位置流動阻力更大,容易產(chǎn)生滯流,不同的流動速度最終會也反饋到溫度場的變化,這樣我們在修改產(chǎn)品設(shè)計及模具設(shè)計上就有了比較重要的參考依據(jù),尤其是面對設(shè)計比較復(fù)雜的產(chǎn)品,不同厚度結(jié)構(gòu)讓流動模式更趨于復(fù)雜化,但是有了波前溫度結(jié)果可以讓這些復(fù)雜變得更簡單。

二、流動波前溫度的定義

流動波前溫度結(jié)果產(chǎn)生于流動分析階段,顯示的是塑膠充填到產(chǎn)品某一位置時厚度方向上中間層的溫度結(jié)果,如下塑膠流動是噴泉流,流動波前溫度顯示中間流速最快的波前溫度。

一般來講,厚度方向上中間層的溫度最高,因此中間層的溫度就能夠直接反應(yīng)塑膠充填的狀態(tài),如溫度是否過低,產(chǎn)品是否能最終充滿的基本問題。

三、流動波前溫度正確解讀

3.1 通過波前溫度確認(rèn)產(chǎn)品充填風(fēng)險為保證充填,流動波前溫度一定要控制在材料許可范圍之內(nèi),為保證基本充填,料流前鋒溫度一定不能低于Moldflow材料庫中的transition temperature(止流溫度),如下圖,波前溫度顯示部分區(qū)域未充填,對應(yīng)區(qū)域顯示灰色,該區(qū)域低于材料的止流溫度243deg.C,沒有充滿。

3.2 通過波前溫度確認(rèn)是否產(chǎn)生滯流塑膠總是充填阻力較小的區(qū)域,對于阻力較大的位置雖然也充填,但是充填速度慢,因此導(dǎo)致滯流,在波前溫度表現(xiàn)上就是溫度下降很快,通常滯流伴隨著產(chǎn)生嚴(yán)重的短射問題,我們可以通過溫度的變化來了解充填的滯流程度。如下是一個典型案例,在分析日志文件中顯示警告,料流前鋒已經(jīng)凝固,對應(yīng)流動前沿溫框示區(qū)域顯示灰色。

3.3 波前溫度差異影響產(chǎn)品外觀

塑膠充填時中間溫度越高,流動性越好,在充填模具型腔的時候更容易。如下圖,模具模腔內(nèi)部有一定的粗糙度,尤其是模具表面經(jīng)常會做一些皮紋(蝕紋),相對的流動波前溫度的區(qū)域更容易復(fù)制皮紋的深度特征,且產(chǎn)品的表面光澤度是均勻的,對于外觀要求非常高的產(chǎn)品,溫度越高,充填產(chǎn)品相鄰區(qū)域的溫差越小越能改善外觀質(zhì)量,減少外觀差異。這就是為什么Moldflow推薦最終成型溫度控制在2到5度差異的原因,溫度變化越小,產(chǎn)生的外觀和成型問題越少。

3.4 溫度過高導(dǎo)致的外觀問題

1) 充填溫度過高,通常發(fā)生在截面較小區(qū)域,典型的如澆口區(qū)域,受剪切生熱的影響,溫度過高導(dǎo)致材料燒焦現(xiàn)象,如下圖

2) 局部的流動波前溫度導(dǎo)致產(chǎn)品外觀問題,如下圖產(chǎn)品光澤度有很大差異。

四、流動波前溫度的優(yōu)化

4.1 優(yōu)化充填時間改善流動波前溫度

波前溫度和充填速度有很大關(guān)系,優(yōu)化充填時間能夠改善波前溫度的差異,準(zhǔn)確的評估方案可行性,如下,不同的充填時間,波前溫度的均勻度差別很大,方案④是最佳的選擇,能夠解決短射問題,且溫度更均勻。因此在評估分析結(jié)果時要注意波前溫度是否經(jīng)過優(yōu)化的結(jié)果,避免工藝不正確導(dǎo)致評估誤差。

4.2 優(yōu)化流動波前速度改善波前溫度

理想的充填模式,是保證料流前鋒速度恒定,這樣可以根據(jù)產(chǎn)品不同位置的截面面尺寸采用不同的充填速度,如下通過Moldflow推薦的螺桿速度曲線優(yōu)化之后分析,能夠保證前鋒料流的溫度能夠盡可能均勻。

五、Moldflow流動波前溫度評估總結(jié)

對于流動波前溫度分析結(jié)果,需要正確了解其含義,同時在分析過程中,需要通過優(yōu)化工藝獲得最佳的波前溫度分布,從而準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品局部區(qū)域可能存在的如滯流、短射、燒焦、外觀光澤度差異等問題,為根本解決波前溫度問題,通過最終優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計及模具設(shè)計提供有價值的參考依據(jù)。

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才