moldflow分析案例.ppt

第六章Moldflow分析详解 结果解释 单一数据结果在填充或保压过程中只记录单一数值结果 其结果按节点或网格单元的数值进行存储 其动画只显示从最大到最小值 包括 填充时间 Filltime 料流前锋温度 Temperatureatflowfront 填充结束时刻的加权平均温度 Bulktemperature 填充结束时的凝固层系数 Frozenlayerfraction 胶料来源 Growfrom 填充结束时刻的压力 Pressure 收缩指数 SinkIndex 凝固时间 Timetofreeze 顶出时刻的体积收缩 Volumetricshrinkage 结果解释 中间数据结果记录填充和保压过程中的多个时刻的结果 默认设置是在填充阶段和保压阶段各记录20个数据点 可设置的中间结果的数量范围为0到100 默认下 中间结果的动画播放方式是以时间来控制 压力 Pressure 平均速度 Averagevelocity 加权平均温度 Bulktemperature 凝固层系数 Frozenlayerfraction 加权平均的剪切速读 Shearratebulk 在模壁上的剪切应力 Shearstressatwall 体积收缩 Volumetricshrinkage 平均玻纤取向 Averagefiberorientation 中间剖面结果 剖面结果储存了胶料经过区域沿厚度方向的数值 因为它也是中间数据结果 所以在填充和报压的过程中胶料所经区域的信息也是存储的几个时间点的数据 在缺省状态下 是不保存剖面的信息的在高级设置里的求解参数设置中 可以分别设置填充和保压分析的剖面结果记录剖次数 最多可以设置成20 最初的随时间播放的动画显示的是法向厚度为0的剖面层的结果 中间剖面结果包括 剪切速度 Shearrate 温度 Temperature 速度 Velocity XY图 X Y图是两维图 在一个周期里 一个值随着另外一个值而改变 都可以用X Y图来表示 锁模力 Clampforce XYplot 射出胶料重量的百分比 Showweight XYPlot 进胶口出的压力 Pressureatinjectionlocation XYPlot 推荐的螺杆速度 Recommendedramspeed XYPlot 要将中间结果制成X Y图 需要重新创建该结果 当创建时 要将类型指定为X Y图 通过鼠标选定或手工指定节点或单元的号码 来重新创建想要的X Y图 填充分析 选择成型材料 设定进料位置及模温和料温 进行填充模拟分析 填充时间FillTime 充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况整个填充过程 从图中可以得到塑料流过每一点的时间 蓝色为最后填充处 作用 预估填充所需时间 预测最后填充处 填充是否平衡 无滞流现象等 填充压力Pressure 填充结束时模型各点的压力 蓝色为最低压力 红色为最高压力 作用 查看填充过程中所需的最大压力 以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格 填充温度Temperature 填充结束时模型各点的温度 蓝色为最低温度 红色为最高温度 作用 查看温度是否超出塑料的成型温度范围 温度过低会降低塑料的流动性 产生短射或滞流 温度过高会使塑料发生裂解 影响产品质量 注射位置压力 XY图 通过注射位置压力的XY图可看到压力的变化情况 熔体被注入型腔后压力持续增高 若压力出现尖峰 通常在充模快结束时 表明制件没有很好达到平衡充模 或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高 熔接线WeldLines 左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置 作用 预测熔接线位置 避免熔接线影响外观或降低强度 通过调整浇注系统来改变熔接线位置 控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量 气泡AirTraps 左图紫色圆点显示的是气泡可能出现的位置 作用 预测气泡位置 避免在产品内部形成气泡 甚至烧伤 在可能出现气泡的地方做好排气 冷却分析 冷却分析 选择冷却模型 设定冷却液种类 温度及流速 进行冷却模拟分析 外表面温度TopTemperature 左图为产品外表面温度分布 作用 查看定模侧冷却系统的冷却效果 有无过高或过低温度 内表面温度BottomTemperature 左图为产品内表面温度分布 作用 查看动模侧冷却系统的冷却效果 有无过高或过低温度 内外表面温度差Temp Difference 左图为产品内外表面温度差 作用 查看产品内外侧的温度差 温差越小 产品质量越高 根据温差调整冷却系统 冷却的影响 产品品质表面光洁度残余应力结晶度热弯曲 生产成本顶出温度循环时间 模具温度与冷却时间 模温增加 冷却时间增加 2mm厚 200mm长的产品 以中间范围的料温和1s时间注射 在注射成型中的热量传递 影响冷却系统性能的参数 从塑料到模腔壁的热传导从模腔壁到水管壁的热传导从水管壁到冷却介质的热传导 从塑料到模腔壁的热传导 影响冷却系统性能的参数模具材料热特性 比热 导热性料温和模温之间的温度梯度塑料和模腔壁间接触的质量 保证良好的接触 冷却液流动率与热交换 层流 Re 2300 的温度梯度 紊流 Re 2300 的温度梯度 散热 有效的散热水路出水温度比入水温度高2 3 以内水管壁温度比入水温度高5 以内应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素 冷却水路设计考虑 冷却水路设置要使冷却效果均匀靠近热量较多处远离热量较少处 冷却水路设计考虑 水路尺寸及排放位置水管与产品表面的距离相邻水管的距离 不均匀散热 均匀散热 冷却水路设计考虑 水路尺寸及排放位置冷却水路的长度哪个设计较好 B还是C B受压力限制 C若用软管连接中间的Out和In 会受流速的限制 可能比B需要更高的压力 冷却水路设计考虑 水路尺寸及排放位置的特殊结构Baffles隔板Bubblers喷泉 设定必需的步骤 优点 流速均匀 排热均匀缺点 压降高 优点 适用于入子四周 低压下可达高流速缺点 各分支流速不一样 各分支冷却效果不佳 易产生污垢 串联水路 并联水路 冷却液参数 Flowrate流动率影响模具与冷却水之间的对流Flowrate应该足够高以能达到Reynoldsnumber 雷诺数 10 000Reynoldsnumber是紊流的量度标准 大于2300才能达到紊流要使水流速率加倍 则需要八倍的泵供液量 冷却液参数 Inlettemperature进水温度 进水温度由期望得到的模具表面温度来控制 通常比模具表面温度低10 20 将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性PressureDrop压力降在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降压力降直接关系到 水路长度 水路直径 水流速率 冷却液参数 Coolant冷却液水塔或城市用水 一般20 25 随季节变化以加热器 heater 或循环器 circulator 可将水加热到30 或以上从冷却器 chiller 获得低至10 的冷却水在冷却器 chiller 里将水和防冻剂 antifreeze 通常是乙二醇glycol 混合 一般可达到5 以加热器 heater 或循环器 circulator 可将油 Oil 加热到80 或以上 查看结果 PartElementalTop产品凹模面温度PartElementalBottom产品凸模模面温度TemperatureDifference凸凹模面温差PercentFrozen凝固层比率Screenoutput屏幕输出水路相关讯息FlowRate流动率Reynoldsnumber雷诺数Temperaturerise温升Pressuredrop压力降 凹模面与凸模面温度 凸凹模温差 最大温度与平均温度 冷却的优化 冷却水路排布模具内是否有足够的空间可移动水路水路是否可以打断模具是否还没加工冷却液温度所有的水路若有两个以上的模温机可设定不同的温度冷却时间通常应该保持最小值然而冷却时间越短 温度分布越差流动率若已达到紊流 再加大流动率通常是浪费能源的 对照目标查看结果 最好是在一个固定的周期内优化温度分布温度变化越小越好厚度上的温度分布凸凹模面温差分布查看结果Temperature top partTemperature bottom partTemperatureDifference part midplane TemperatureProfile part 优化冷却时间 有以下情形时 冷却时间可以优化可接受的温度分布已确定凸模平均温度低于或等于目标模温运行自动分析优化冷却时间 优化冷却的实际操作 查看冷却分析结果改变一些项目来改善凸凹模面温差 如水路排布 增加水路 支流 改变位置水温 可设定到3种不同的温度增加入子 insert 流动率 保压分析 保压分析 选择保压压力 设定保压曲线 进行保压模拟分析 保压分析最好在完成了零件的填充优化 流道的尺寸优化 流道平衡和冷却分析后再进行 保压压力 保压压力大约是填充压力的80 可以有较大变化 一般为填充压力的20 80 当然 也可以超出该范围 保压压力需小于注塑机的锁模力 保压时间 必须足够长 好让浇口凝固 这个时间能够从填充分析的冷却时间 timetofreeze 结果中估算出来 然而 由于保压期间的剪切生热 这个时间可能会偏小 对于第一次的保压分析 可估算一个较大值确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数 frozenlayerfraction 结果 查看浇口什么时候凝固 凝固序列 FrozenTimeSeries 左图显示的是整个成型过程中的凝固情况 红色的地方先凝固 作用 凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量 根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果 体积收缩VolumetricShrinkage 左图显示的是各处的体积收缩百分比 作用 体积收缩越均匀产品质量越好 翘曲量越小 收缩不均可能产生局部严重缩水 凹痕等缺陷 根据图中显示的收缩量 相应调整保压曲线 可以获得更好的保压效果 压力Pressure 从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线 最大为35MPa 作用 确定注塑机相关参数 锁模力ClampTonnage 从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线 最大为150吨 作用 确定所需注塑机的规格 传统和曲线保压 传统保压有1 2段恒压2段时与曲线保压相似当机器没有能力进行曲线保压时使用如果产品壁厚变化比较大时使用该保压方法可能是比较好的曲线保压压力随时间而变化 曲线保压可达成的效果 使产品的体积收缩分布更均匀当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小在产品上总是存在压力梯度的随时间降低压力一直降到浇口处为零 曲线保压 何时采用曲线保压曲线当机器有能力时当产品壁厚变化不大时当翘曲很重要时 保压术语 实际注射时间 实际注射时间 制作保压曲线 最佳化产品填充流道平衡冷却确定初始保压压力以机器最大锁模力的80 作为保压压力最大值 公式单位为公制 制作保压曲线 以恒定保压压力运行保压分析初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时间的总和此分析确保浇口已经完全凝固如果冷却分析已经运行过 在此分析中使用相同的保压时间与冷却时间的总和 制作保压曲线 查看结果来绘制曲线初始体积收缩分布 从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较确定恒定压力 恒定保压时间 压力衰减时间和冷却时间 采用以下项目随时间变化的轨迹温度 temperature 凝固层比率 frozenlayer 注入点的压力 pressureofinjectionlocationnode 浇口或产品上的nodes和elements的压力 制作保压曲线 采用衰减的保压压力运行多层保压分析 Multi laminatepacking 检查体积收缩分布对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩必要时修改保压曲线使用注入点 浇口或产品上的nodes的压力轨迹调整保压曲线 精确调整PackingProfile 对最后填充区域的调整调整constant pressure持续时间缩短 体积收缩升高对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢 体积收缩降低对中间填充区域的调整斜坡 Step 衰减率 增加 体积收缩降低 翘曲分析 优化填充 优化产品的填充是最重要的步骤之一 如果填充情况良好 且符合产品的设计要求 那么翘曲一般都会比较低 翘曲容易被接受 填充的优化一般包括以下几步 决定浇口位置 找出合适的工艺条件 优化产品的填充 平衡流动 无过保压 无积气 高质量的熔接线 无滞流等 优化浇注系统的尺寸 并平衡流道 优化冷却 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀 冷却的第二个目标是使模具的冷却时间最短 冷却分析必须等到产品设计完成 基本的模具设计也完成后 知道了冷却水路的排布才能进行 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是 目标模具温度 熔料温度 预计的成型周期 优化保压 保压过程主要是热交换 通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型 获得更准确的保压分析 优化保压可获得较小且均一的体积收缩 优化保压也可在冷却分析前进行 但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求 冷却做的越好 保压结果也会越好 翘曲分析 设定翘曲变形参考坐标 进行翘曲变形模拟分析 总体变形DeflectionTotal 总的变形量 变形分为X Y Z三个方向的变形 它们三个的矢量和就是总的变形量 作用 查看产品的变形情况是否符合要求 X Y Z X Y Z变形分量DeflectionX Y Z X和Y方向变形均匀 不会引起翘曲 Z方向变形不均 翘曲主要发生在Z方向上 Z变形原因DeflectionZ 翘曲主