Moldflow在塑料盖板成型中的流动分析

        Moldflow流动分析软件能分析聚合物在模具中的流动，并能优化模腔的布局、材料的选择、填充和压实的工艺参数，以获得最佳保压阶段设置，从而尽可能降低由保压引起的制品收缩、翘曲等质量缺陷。此外，它还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，把熔接线和困气定位在结构和外观允许的位置上，并定义一个范围较宽的工艺条件，而不必考虑生产车间条件的变化。

        本文利用Moldflow对塑料盖板模具进行了流动分析。该塑料盖板是通讯设备的一个壳体零件，如图1所示，因而要求成型的零件表面光洁，无变形翘曲。对该塑料盖板的进行流动分析的流程如图2所示。

一、建模与网格划分
        先利用Pro/ENGINEER软件建立该塑料盖板制品的三维模型，然后导入到Moldflow中，对该模型进行网格划分及修改，以确保后续分析的正确性，网格划分如图3所示。通过表1所示的网格状态统计，可以看出网格的划分符合合理的网格划分要求。塑件模型及浇注系统(侧浇口、冷流道类型)如图4所示。


二、工艺条件
        所选材料为ABS，其注射工艺参数为：(1)模具温度：60℃。(2)料温(注射机头)：235℃。
三、模拟结果
        通过对填充过程的模拟，可得到填充时间、填充压力、熔体前沿的温度、熔体温度在塑件厚度方向的分布、熔体的流动速度、分子趋向、剪切速率及剪切应力、气穴及熔接痕位置等，并能够直观地显示在计算机屏幕上，从而帮助工艺人员找到产生缺陷的原因。图5到图9所示是填充过程模拟得到的部分结果。
        从图5 可以看出填充较为均衡，在浇口两侧方向上的填充时间约为0.963 8 s （图5中的1处）和0.82s（图5中的①处），相差0.14s左右，说明熔体在填充过程中，模具内的填充聚合物到达极限位置的时间基本一致，并且熔体流动均衡，可以得到高质量的制品。

        从图6可以看出塑料填充压力为71.15MPa，压力分布比较均匀(该压力指的是喷嘴处的压力，而非注射时注塑机所能提供的静压)。

        图7所示为流动前沿温度，合理的温度分布应该是均匀的，即这个模型的温差不能太大。从图7可以看出，此模型的模温分布比较均匀，说明熔体在流动过程中温度下降缓慢，利于填充，且该产品温度降幅较小，这意味着该塑件的表面质量将会得到保证。

        图8所示为剪切速率，最大剪切速率如果超过允许值（允许值为剪切速率<50000s-1），在浇口附近的材料容易出现降解并变性。从图8可以看出：最大剪切速率值为48436，满足条件，浇口尺寸符合要求。

        图9所示结果显示了困气出现的位置。所有的困气都出现在分型面和填充的末端，因此气体很容易通过模具的间隙释放出来。

四、结论
        应用MoldFlow软件对塑料盖板模具进行流动分析，显示了CAE技术在模具开发过程中对于最佳浇口位置与浇口数量的确定、流道系统的布置、注射参数的优化和模具一次试模成功率等方面所起到的突出作用。使用Moldflow对填充过程进行模拟分析，有助于工艺人员从本质上找出缺陷产生的原因，并找到消除缺陷的对策与方法。
        MoldFlow软件在塑料制品行业的不断推广使用，将会大大缩短新产品的开发周期和费用，为塑件生产企业带来良好的经济效益。