注塑模CAE软件的工作流程和基本结构

      CAE技术是一个总和软件系统,其核心技术是工程问题的模型化和数值计算方法。CAE技术的载体是软件产品,分为专用和通用两类:针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软件称之为专用CAE软件;可对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行分析、模拟和优化的软件称为通用CAE软件。注塑模CAE软件属专用软件。

      图3.1给出了模具CAE系统设计的大致工作流程。该系统集工程、设计和测试为一体。先由CAE程序对制件进行全面的性能分析,提出制件的设计方案和注塑工艺参数,然后根据CAE软件提供的有关性能参数进行模具图样设计。最终的注塑模零部件则根据设计初衷进行检测,整个过程重复进行,直到获得满意的设计结果。

      图3.2给出了常见注塑CAE软件的结构,按成型工艺过程的特点,分为流动、保压、冷却、残余应力及翘曲分析等软件模块。为进行模块分析,需要有前后处理软件。前处理主要完成分析模块的数据准备,用来进行分析对象的形状定义、边界条件的确定及网格离散;后处理主要完成计算结果的图形显示,以便让用户直观了解分析结果。

      商品化的注塑CAE软件都具备计算结果图形化,如提供充填时间图、压力分布图、温度分布图、剪应力分布图、熔接痕分布图等等。设计人员可以根据这些图表和数据,观察充满是否合理。若分析结果不满意,则可改变材料、温度、浇口位置及尺寸等相关参数,重新进行分析计算,直到最终获得满意的分析结果。

MoldFlow软件介绍

MoldFlow的作用

      MoldFlow注塑CAE软件是澳大利亚MOLDFLOW洲公司开发的产品,该公司自1976年发行了世界上第一套塑料注塑成型流动分析软件以来,一直主导塑料成型CAE软件市场。MoldFlow对热塑性塑料熔体进入模具的流动过程的模拟分析是非常成功的,特别是在复杂情况下的分析,是世界公认的注塑CAE工业标准。在模具加工前,利用MoldFlow在计算机上对整个注塑过程进行模拟分析,包括填充、保压、冷却、翘曲、纤维取向、结构应力、收缩等,找出可能存在的缺陷,提高一次试模成功率。

      MoldFlow软件在注塑模具设计中的作用主要体现在以下几方面:

      1.优化塑料制品设计

      运用MoldFlow软件,可以得到制品的实际最小壁厚,优化制品结构,降低材料成本,缩短生产周期,以保证制品能全部充满。从而克服以往全凭制品设计人员的经验来设计,往往费力、费时,而设计出的制品也不尽合理的弊端。

      2.优化模具结构设计

      由于塑料制品的多样性、复杂性和设计人员经验的局限性,传统的模具设计往往要经过反复试模、修模才能成功。运用MoldFlow软件,可以得到最佳的浇口数量与位置,合理的流道系统与冷却系统,并对型腔尺寸、浇口尺寸、流道尺寸和冷却系统尺寸进行优化,在计算机上进行试模、修模,大大提高模具质量,减少修模次数。

      3.优化注塑工艺参数

      由于经验的局限性,工程技术人员很难精确地设置制品最合理的加工参数,选择合适的塑料材料和确定最优的工艺方案。运用MoldFlow软件,可以帮助工程技术人员确定最佳的注射压力、保压压力、锁模力、模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间和冷却时间,以注塑出最佳的塑料制品。

MoldFlow的功能

      MoldFlow软件包括三部分内容:

      MoldFlow PlastiesAdvisers(产品优化顾问,简称MPA):塑料产品设计师在设计完产品后,运用MPA软件模拟分析,在很短的时间内,就可以得到优化的产品设计方案,并确认产品表面质量。

      MoldFlow PlastiesInsight(注塑成型模拟分析,简称MPI):对塑料产品和模具进行深入分析的软件包,它可以在计算机上对整个注塑过程进行模拟分析,包括填充、保压、冷却、翘曲、纤维取向、结构应力和收缩,以及气体辅助成型分析等,使模具设计师在设计阶段就找出未来产品可能出现的缺陷,提高一次试模的成功率。MPI4.1版本与以前的版本相比较,模型准备与分析在统一的界面下进行,大大简化了操作步骤,而且分析结果更准确。该软件包在中国大陆

广泛使用。

      MoldFIow PlasticsXpert(注塑成型过程控制专家,简称MPX):集软硬件为一体的注塑成型品质控制专家,可以直接与注塑机控制器相连,可进行工艺优化和质量监控,自动优化注塑周期、降低废品率及监控整个生产过程。

MPI4.1软件的主要功能模块:

      1.模型输入与修复

      MPI4.1有三种分析方法:基于中心面的分析、基于表面的分析与三维实体分析。中心面既可运用MPI软件的造型功能完成,也可从其它CAD模型中抽取,再编辑;表面分析模型与三维分析模型直接读取其它CAD模型,如快速成型格式(STL)、IGES、STEP、pro/E模型、UG模型等。模型输入后,软件提供了多种修复工具,以生成既能得到准确结果,又能减少分析时间的网格。

      2.塑料材料与注塑机数据库

材料数据库包含了超过4000种塑料材料的详细数据,注塑机数据库包含了290种商用注塑机的运行参数,而且这两个数据库对用户是完全开放的。

      3.MPI/Flow流动分析

      MPI/FLOW流动分析模块分析聚合物在模具中的流动,并且优化模腔的布局、材料的选择、填充和保压的工艺参数。可以在产品允许的强度范围内合理的充模情况下减少模腔的壁厚,并且定义一个范围较宽的工艺条件。

      4.MPI/Cool冷却分析

      分析冷却系统对流动过程的影响,优化冷却管道的布局和工作条件,与流动分析相结合,可以得到完美的动态注塑过程。这样可以改善冷却管道的设计,从而产生均匀的冷却,并由此缩短成形后的内应力。

      5.MPI/Warp翘曲分析

      MF/warp模块分析整个塑件的翘曲变形,包括线形、线形弯曲和非线形,同时指出产生翘曲的主要原因以及相应的改进措施。

      6.MPI/Shrink模腔尺寸分析

      Shrink模块可以通过对聚合物的收缩数据和流动分析结果来去定模腔尺寸大小。通过使用Shrink,可以在较宽的成型条件下及在紧凑的尺寸公差范围内,使得型腔的尺寸可以更准确地同产品的尺寸相匹配,大大改善了产品组装时的相互配合,减少废品率和提高了产品质量。

      7.MPI/Stress结构应力分析

      分析塑件在受外界载荷情况下的机械性能,在考虑注塑工艺的条件下,优化塑件的强度和刚度。Stress能预测在外载荷和温度作用下所产生的应力和位移。对于纤维增强塑料,Stress根据流动分析和塑料的种类的物性数据来确定材料的机械性能,用于结构应力分析。

      8.MPI/Fiber纤维填充取向分析

      塑件纤维取向对采用纤维化塑料的塑件性能(如拉伸强度)有重要影响。MPI软件使用一系列集成的分析工具来优化和预测整个注塑过程的纤维取向,使其分布合理,从而有效地提高该类塑件的性能。

      9.MPI/OPtim优化注塑工艺参数

      根据给定的模具、注塑机、塑件材料等参数以及流动分析结果自动产生控制注塑机的填充保压曲线,从而免除了在试模时对注塑机参数的反复调试。

      10.MPI/Gas气体辅助注塑分析

      Gas模块可模拟气体辅助注塑机的注塑过程,对整个气体辅助注塑成型过程进行优化。将Gas、Cool、Fiber和Warp结合起来,就可以预测放置熔体位置和气体入口位置,熔体和气体的比例是多少,放置气道的位置以及气道尺寸等。

      11.MPI/Reactive Molding反应注射成型分析

      热固性塑料的流动及融合分析反应注射成型模块可以使用户模拟热固性树脂的流动和固化,并深入理解这些复杂的处理过程。可以预测热固性和橡胶成型方法,反应注射成型(RIM)、增强型反应注射成型(SRIM)和树脂传递模(RTM)的可制造性,缩短成型周期,优化工艺条件。

偶正在学习啊，好难啊，老师可以指点指点吗