Moldflow 技术 在注塑成形过程中的应用

一  描述：
        注塑成形 CAE 技术是根据高分子流变学、 弹性力学和计算机技术 ，采用有限元计算方法来模拟整个注塑过程及这一过程，对注塑成形产品质量的影响他可以模拟塑料制品在注塑成形过程中的流动 ，保压和冷却过程以及预测制品中的应力分布， 分子取向， 收缩和翘曲变形等 帮助设计人员及早发现问题 ，及时修改模具设计， 提高一次试模成功率 帮助企业缩短产品上市周期 ，增强市场竞争能力。

        美国 Moldflow 公司是专业从事注塑成形的 CAE 软件和咨询公司 ，是塑料成形分析软件的创造者 自1976 年发行了世界上第一套流动分析软件以来， 一直主导着塑料成形 CAE 软件市场。 近几年， 在汽车家电 电子通讯 化工和日用品等领域得到了广泛应用。

二 Moldflow技术的作用：
        传统的注塑模具设计主要依靠设计人员的直觉和经验， 模具设计加工完后往往需要经过反复地调试与修正才能正式投入生产 ，发现问题后 ，不仅要重新调整工艺参数， 甚至要修改塑料制品和模具这种生产方式降低了新产品的开发速度 。利用Moldflow 软件在模具加工之前 在计算机上对整个注塑成形过程进行模拟分析， 包括填充、 保压 、冷却、 翘曲 、纤维取向 结构应力 、收缩以及气辅成形和热固性材料流动分析 ，找出可能出现的缺陷提高一次试模的成功率 ，以达到降低生产成本 ，缩短生产周期的目的。

1.  优化塑料制品设计：
      塑件的壁厚 、浇口数量 、位置及流道系统设计等，对于塑料制品的成败和质量关系重大 ，以往全凭制品设计人员的经验来设计， 往往费力、 费时， 设计出的制品也不尽合理 ，利用Moldflow 软件， 可以快速地设计出最优的塑料制品。

2.  优化塑料模设计：
        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， 利用Moldflow 软件， 可以对型腔尺寸 、浇口位置及尺寸 、流道尺寸和冷却系统等进行优化设计 ，在计算机上进行试模 修模 ，可大大提高模具质量 ，减少试模次数。

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 ，Moldflow软件可以帮助工程技术人员确定最佳的注射压力 、锁模力 、模具温度、 熔体温度、 注射时间 、保压压力和保压时间 、冷却时间等 ，以注塑出最佳的塑料制品来。

三 Moldflow 功能介绍：

1 MF/Flow 流动分析
        MF/Flow 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和合理的充模情况下减少模腔的壁厚 ，把熔接线和气穴定位于结构和外观上允许的位置上 ，并且定义一个范围较宽的工艺条件。

2 MF/Cool冷却分析
        MF/Cool 冷却分析系统对流动过程的影响 ，优化冷却管路的布局和工作条件， MF/Cool 和 MF/Flow 相结合， 可以得到十分完美的动态的注塑过程分析， 这样可以改善冷却管路的设计， 从而产生均匀的冷却 并由此缩短成形周期 ，减少产品成形后的内应力。

3 MF/Warp 翘曲分析
        MF/Warp 分析整个塑件的翘曲变形， 包括线性 线性弯曲和非线性， 同时指出产生翘曲的主要原因以及相应的补救措施 ，MF/Warp 能在一般的工作环境中 ，考虑到注塑机的大小 ，材料特性 ，环境因素和冷却参数的影响 预测并减小翘曲变形。

4 MF/Stress结构应力分析
        MF/Stress 分析塑料产品在受外界载荷的情况下的机械性能， 根据注塑工艺条件 ，优化塑料制品的强度和刚度 MF/Stress 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MF/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特性 ，用于结构应力分析。

5 MF/Shrink模腔尺寸确定
        MF/Shrink 可以通过对聚合物的收缩数据和流动分析结果来确定模腔尺寸大小 ，通过使用 MF/Shrink 可以在较宽的成形条件下，以及紧凑的尺寸公差范围内 ，使得模腔的尺寸可以更准确地同产品的尺寸相匹配， 使得模腔修补加工以及模具投入生产的时间大大缩短 ，并且大大改善了产品组装时的相互配合，进一步减少废品率和提高产品质量。

6 MF/Optim注塑机参数优化
        MF/Optim 根据给定的模具 ，注塑机和注塑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 ，用于对注塑机参数的设置， 从而免除了在试模时对注塑机参数的反复调试， MF/Optim 采用用户给定或缺省的质量控制标准有效地控制产品的尺寸精度， 表面缺陷以及翘曲。

7 MF/Gas 气体辅助注塑
        MF/Gas 模拟气体辅助注射成形过程， 对整个成形过程进行优化， MF/Flow 与 MF/Gas 耦合求解 ，完成聚合物注射阶段的分析， 此时熔体可以部分或全部充满模腔 ，注塑成形过程的工艺条件， 流道和模腔的流动平衡以及材料的选择等可以从中得到优化组合。

8 MF/Fiber塑件纤维取向分析
        塑件纤维取向对采用纤维化塑料的塑件的性能如拉伸强度 ，有重要影响 ，MF/Fiber 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， 使其趋于合理 ，从而有效地提高该类塑件的性能。

9 MF/Tsets热固性塑料的流动和融合分析
        热固性塑料具有低热传导率和低粘度的优点因而被广泛应用 ，MF/Tsets 可以对热固性塑料的流动和融合等复杂过程进行模拟 ，从而减少表面缺陷， 保证材料的热传导和融合 控制塑料在型腔中的流动。