流动模拟技术在注射模具设计及成型工艺中的应用

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1、流动模拟技术在注射模具设计及成型工艺中的应用长期以米，我国的注射模设计主要依靠设计者的经验和直觉，通过反ii试模、修模修川设计方案，缺乏科学依据，具杏较人的盲H性，不仅使模具的生产周期长、成木高，而且质量也难以保证。对于人型精密、新结构产品，问题更加突出。随着塑料制品应川的円益广泛，传统的注射模生产方忒己不能适应现代社会发展对塑料制品产量、质鲎和更新换代速度的需求。多年来，人们一直期望能预测注射成型时塑料熔体在模具型腔中的流动情况及塑料制品在模具型腔内的冷却、固化过程，以便在模具制造之前就能发现设计中存在的问题，修改阁纸而不

2、是返修模具。注射模CAE技术的出现，使人们的这一愿望能变为现实。注射檢CAE技术就足根据塑料加工流变#和传热乎的基本理论，逑立塑料熔体在模具型腔中的流动、传热的物理数学模型，利用数值计算理论构造K求解方法，利用计算机阁形学技术在计算机屏藉上形象、直观地模拟岀实际成型中熔体的动态充填、冷却过程，定量地给出成型过程的状态参数（如压力、温度、速度等）。利川注射模CAE技术町在模具制造之前，在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计屮潜在的缺陷，突破了传统的在注塑机上反复试模、修模的束缚，为设计人员修改设计提供

3、科学的依裾。CAE技术的应用带来的直接好处足省吋省力，减少试模、修模次数和模具报废率，缩短模具设计制造周期，降低成本提高产品质量。随着塑料注射成型工艺在汽车、家川电器、仪器仪表等行业的广泛应用，冇关注射过程规悚的把握，注射成型丁艺参数优化配置的研究在国际上得到了广泛的重视，一•些学者在该领域做了人量的工作，推出了一些有关注射成型工艺计算机辅助分析软件系统，其屮较有代表性的注射模CAE软件有美国AC-TECH公司的C-MOLD和澳大利亚MOLD-FIOW公司的MOLDFLOW等。C-MOLD提供了模拟非等溢状态卜*不吋压缩性粘

4、性聚合物熔体4:流道和模腔内作一般Hele-Shaw流动时的充模流动和热动力学的分析程序。模拟过程采川了混合的有限元、柯限差分力*法求解压力场和温度场，卯采用控制体积法跟踪流动熔体的前沿位置，通过分析可获得一系列对模具结构和成型工艺评价和改进的有价值的资料。1流动技术的数学模型注射成型填充过程的数值模拟是建立在数7:模型和算法的基础上的。充模过程足一个瞬变、非等温流动的过程，它ih连续方程、动M方程和能M•方程控制。流动模拟技术在注射模具设计及成型工艺中的应用长期以米，我国的注射模设计主要依靠设计者的经验和直觉，通过反ii试

5、模、修模修川设计方案，缺乏科学依据，具杏较人的盲H性，不仅使模具的生产周期长、成木高，而且质量也难以保证。对于人型精密、新结构产品，问题更加突出。随着塑料制品应川的円益广泛，传统的注射模生产方忒己不能适应现代社会发展对塑料制品产量、质鲎和更新换代速度的需求。多年来，人们一直期望能预测注射成型时塑料熔体在模具型腔中的流动情况及塑料制品在模具型腔内的冷却、固化过程，以便在模具制造之前就能发现设计中存在的问题，修改阁纸而不是返修模具。注射模CAE技术的出现，使人们的这一愿望能变为现实。注射檢CAE技术就足根据塑料加工流变#和传热乎

6、的基本理论，逑立塑料熔体在模具型腔中的流动、传热的物理数学模型，利用数值计算理论构造K求解方法，利用计算机阁形学技术在计算机屏藉上形象、直观地模拟岀实际成型中熔体的动态充填、冷却过程，定量地给出成型过程的状态参数（如压力、温度、速度等）。利川注射模CAE技术町在模具制造之前，在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计屮潜在的缺陷，突破了传统的在注塑机上反复试模、修模的束缚，为设计人员修改设计提供科学的依裾。CAE技术的应用带来的直接好处足省吋省力，减少试模、修模次数和模具报废率，缩短模具设计制造周期，降

7、低成本提高产品质量。随着塑料注射成型工艺在汽车、家川电器、仪器仪表等行业的广泛应用，冇关注射过程规悚的把握，注射成型丁艺参数优化配置的研究在国际上得到了广泛的重视，一•些学者在该领域做了人量的工作，推出了一些有关注射成型工艺计算机辅助分析软件系统，其屮较有代表性的注射模CAE软件有美国AC-TECH公司的C-MOLD和澳大利亚MOLD-FIOW公司的MOLDFLOW等。C-MOLD提供了模拟非等溢状态卜*不吋压缩性粘性聚合物熔体4:流道和模腔内作一般Hele-Shaw流动时的充模流动和热动力学的分析程序。模拟过程采川了混合的

8、有限元、柯限差分力*法求解压力场和温度场，卯采用控制体积法跟踪流动熔体的前沿位置，通过分析可获得一系列对模具结构和成型工艺评价和改进的有价值的资料。1流动技术的数学模型注射成型填充过程的数值模拟是建立在数7:模型和算法的基础上的。充模过程足一个瞬变、非等温流动的过程，它ih连续方程、动M方