搜索【模具設計】如何看懂模具Moldflow模流分析報告
2016-11-23 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網
模流分析簡介
模流分析(Mold Flow):
模流分析,就是利用現(xiàn)在的CAE軟件(Moldflow, C-Mold, Z-Mold等),對塑料件的注塑、保壓、冷卻以及翹曲等工藝過程進行有限元模擬。
有限元分析基本步驟:
? 前處理:
首先把通過有限元網格,把連續(xù)的零件離散化。用有限個容易分析的單元來描述復雜的對象,單元之間通過有限個節(jié)點進行連接。
? 有限元求解:
根據用戶設定的邊界條件,通過流體力學、熱力學以及狀態(tài)方程等組成的線性方程組進行求解。
? 后處理:
把有限元求解的數(shù)值結果通過等值線、云圖以及動畫等形象的方式顯示出來。
?提供分析報告:
把有限分析結果按照客戶需求已報告的方式提供給客戶。由于有限元分析不可避免的存在一些誤差,需要在分析報告中對分析結果進行評估。
Moldflow的計算方式
? 模具內熔體的前端不斷前移來連接各節(jié)點。
? 熔體不斷填充相鄰的節(jié)點,直到零件上所有的節(jié)點都被填充。
? 熔體和模具接觸時會形成一個凝結層。
Moldflow中的前處理
? 目前主流的模流分析軟件是Moldflow,該軟件只接受三角形單元以及四面體單元。
? 高質量的有限元網格是有限元分析精度的保障。
? 對于注塑件,在Moldflow主要有以下三種網格劃分方式:中性面、雙面流、3D實體。
網格質量檢查:
1)不能存在自由邊界。
2)雙面流分析,上下表面的網格匹配率必須達到90%。
3)三角形單元的邊長比:平均<3:1,最大<6:1。
4)網格之間沒有交叉和重疊。
5)網格的大小。
不好的有限元網格:
1)影響計算精度。
2)錯誤的計算結果。
3)計算無法進行。
分析輸入——定義澆口類型
分析輸入——定義流道系統(tǒng)
?定義主流道以及分流道的尺寸
?在Moldflow中做出流道系統(tǒng)
分析輸入——定義冷卻系統(tǒng)
?定義冷卻系統(tǒng)尺寸
?定義冷卻液類型
?在Moldflow中做出冷卻系統(tǒng)
分析輸入——定義注塑參數(shù)
分析輸入——定義材料參數(shù)
填充分析----注射/保壓切換
注意:
注射、保壓切換應該在注射完成95%~99%之間。
影響:如果注射量小于零件體積的95%,可導致保壓不足。即部分區(qū)域會因填充不足而出現(xiàn)縮印、缺料等缺陷。
填充分析----壓力分布
注意:
檢查模流末端的壓力分布情況:壓力分布最好平衡、對稱。檢查最大注塑壓力是否<10,000PSI(1PSI=6.8949KPA) 。
影響:不平衡的壓力分布可能會使制件材料收縮不一致,更高的殘余應力,甚至可以導致部分區(qū)域的保壓不足或過保壓。
填充分析----熔體前端溫度
注意:熔體前端溫度的變化應該小于30F。
影響:過高的溫度變化可以導致零件內部產生殘余應力,而殘余應力的存在會導致零件發(fā)生翹曲。
填充分析----澆口處的最大剪切率
注意:
最大剪切率不能超過材料的許可值。
影響:如果注射時剪切率超過材料的最大剪切率,可以使材料在注射過程中發(fā)生降解,出現(xiàn)黑點、白斑等許多意想不到的缺陷。
填充分析----零件剪切應力
注意:
零件內部的最大剪切應力不應該超過材料的許可值。
影響:如果零件內部的最大剪切應力超過材料的許可值,可能導致一系列的表面缺陷。
填充分析——融接痕
注意:
融接痕的長度盡量短,數(shù)量盡量少。
融接痕盡量不要在A面以及承載結構上。
水平的融接痕比垂直的融接痕好。
融接痕要和融接溫度一起進行評估。
影響:
融接痕可以導致表面缺陷。
融接痕可能導致零件的強度降低。
填充分析——氣穴
注意:
氣穴應該都分布在零件的邊界上。
存在氣穴的位置應該在模具上添加排氣槽。
應該避免在零件的A面上出現(xiàn)氣穴。
影響:
氣穴可能使制件沒有被完全填充,零件內存在氣孔。
氣穴可能導致燃燒,使零件上出現(xiàn)燒焦的現(xiàn)象。
保壓分析——保壓壓力
注意:
注射壓力>=80%*保壓壓力。
影響:過低的保壓壓力可能是零件無法打滿。
保壓分析——噴嘴處的壓力分布
注意:
注射壓力峰值最好和注射/保壓切換時的壓力值相等。
影響:注射壓力峰值最好和注射/保壓切換時的壓力值的不平衡就意味著注射過程的不平衡。零件內部可能會因此而產生內應力。
保壓分析——保壓時間
注意:
保壓時間應該大于澆口100%冷卻的時間。
影響:如果保壓時間小于澆口100%冷卻時間,可能會導致零件保壓不足,出現(xiàn)表面缺陷。
如果在澆口100%冷卻后仍然繼續(xù)進行保壓。此時的保壓不會對零件產生任何影響,只會浪費工時,增加成本。
保壓分析——鎖模力
注意:
最大鎖模力不應該超過用于生產該零件的注塑機的最大鎖模力。
影響:最大鎖模力如果超過用于生產該零件的注塑機的最大鎖模力,可能在零件上產生飛邊。
保壓分析——體積收縮
注意:
制件收縮率的目標值應該是模具收縮率的3倍。
影響:如果制件收縮率大于模具收縮率的3倍,零件可能會出現(xiàn)意想不到的翹曲。需要進行專門的翹曲分析。
保壓分析——縮印深度
注意:
縮印的目標深度為0.1mm。
影響:如果縮印的深度大于0.1mm,在非皮紋面上將會出現(xiàn)可見的縮印。
冷卻分析——冷卻液流速
注意:
供應商的設備必須能過滿足所需的冷卻液流速。各回路中的最大流速不應該大于平均流速的5倍。
影響:如果供應商的設備達不到所需的流速要求,可能使零件不能充分冷卻。如果回路中的最大流速大于平均流速的5倍,實際的冷卻效果將和計算分析結果差異較大,會對冷卻造成意想不到的影響。
冷卻分析——模溫變化范圍
注意:
模溫的變化范圍應該小于30F。模溫應該在設定值附近。
影響:模溫的變化范圍大于30F會在制件內產生殘余應力,從而導致零件發(fā)生翹曲。
冷卻分析——上下模模溫差
注意:
上下模模溫之差不應該超過20F。
影響:如果上下模模溫之差超過20F可能會使零件發(fā)生翹曲。
冷卻分析——冷卻液溫度
注意:
冷卻液的溫度變化應該小于5F。
影響:冷卻液的溫度變化過大意味著流道設計或流動參數(shù)設置存在問題,從而導致制件的熱傳遞存在問題。
冷卻分析——冷卻液雷諾數(shù)
注意:
為了保證冷卻系統(tǒng)產生湍流,最小雷諾數(shù)應該大于10,000。
影響:當雷諾數(shù)低于10000時, 就不能確保冷卻液的流動狀態(tài)為湍流。而如果達不到湍流的要求,系統(tǒng)的熱傳導效率就會下降。
翹曲分析——X方向變形
注意:
影響制件收縮的主要因素因該是由材料的收縮引起的,而不應該是由冷卻不充分、分子取向等因素造成的。
影響:過大的變形可能導致制件不能滿足尺寸要求。
翹曲分析——Y方向變形
注意:
影響制件收縮的主要因素因該是由材料的收縮引起的,而不應該是由冷卻不充分、分子取向等因素造成的。
影響:過大的變形可能導致制件不能滿足尺寸要求。
翹曲分析——Z方向變形
注意:
影響制件收縮的主要因素因該是由材料的收縮引起的,而不應該是由冷卻不充分、分子取向等因素造成的。
影響:過大的變形可能導致制件不能滿足尺寸要求。
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