Moldflow模流分析报告课件

Moldflow模流分析报告第1页内容提纲分析说明塑料材料介绍产品模型介绍分析模型介绍原方案浇注系统设计原方案冷却系统设计原方案基本成型条件原方案分析成果结论与提议1分析说明2方案1浇注系统设计方案1冷却系统设计方案1基本成型条件方案1分析成果结论与提议2分析说明3方案2浇注系统设计方案2冷却系统设计方案2基本成型条件方案2分析成果结论与提议3第2页分析说明一产品为复印机上零件，尺寸精度较高。用PPE+PS+40%GF塑料以热流道成型，产品构造与浇口位置已确定，希望通过调整冷却系统缩短成型周期，验证是否可行。Moldflow材料库内无顾客指定材料，分析中使用物性相同AsahiKaseiCorporationPPE+PS+40%GF塑料来替代，数值上与实际试模有差异，但趋势一致。以几个方案进行分析比较。Originaln为原始设计方案，Revisedn为改善方案。第3页塑料材料介绍1.熔融密度1.2827g/cu.cm2.固体密度1.3645g/cu.cm3.推出温度110deg.C4.推荐模具温度75deg.C5.推荐注射温度275deg.C6.熔体最高温度340deg.C7.熔体最低温度250deg.C8.熔体最高温度300deg.C9.模具最低温度50deg.C10.模具最高温度100deg.C11.最大剪切率500001/s12.最大剪切应力0.45MpaPPE+PS+40%GFXyronX1764AsahiKaseiCorporation第4页产品模型介绍产品尺寸：303*189*58mm，壁厚较均匀，基本壁厚2.6mm。局部较厚，达6.0mm以上（左图），也许会发生严重缩水；局部大面积区较薄，仅0.9mm左右（右图），也许会发生严重滞流。壁厚分布第5页分析模型介绍对薄壳类产品，可使用Fusion或Midplane进行分析。前者取外壳双层网格，前处理时间较短，但网格数目多，分析时间较长；后者取中间单层网格，局部区域形状需做等效处理，前处理时间较长，但分析时间较短。本分析采取后者。Fusion网格Midplane网格第6页原始方案浇注系统设计原始方案Original1为三板模，一模一腔，采取外热式热流道系统，两点进浇（浇口直径为3.0mm）。Original1第7页原始方案冷却系统设计原方案共十条水路，凹模侧六条，凸模侧四条，蓝色管道为

10mm直通水路，黄色管道为

16mm挡板水路，Original1第8页原始方案基本成型条件注射机设定：最大锁模力:350t最大压力:216.00MPa最大注射速度:422.52cm^3/s螺杆直径:58.00mm充填条件:模具温度:70deg.C熔体温度(热流道):280deg.C注射时间:2.0s零件填充体积:255.8cm^3零件重量(固体):349g零件投影面积:390.4cm^2冷却条件:冷却剂温度(凹模)60deg.C冷却剂温度(凸模)60deg.C压力

[%HP]连续时间[sec]28.00.028.04.00.00.00.025.5保压曲线:原方案采取与实际试模相近成型条件（HP约为190MPa），成型周期为43s（包括11.5s开模时间）。04.029.5t(s)

P(%HP)28Original1第9页原始方案分析成果下列解析包括冷却、充填、保压、翘曲分析较为主要成果。Original1第10页Original1水温升高较小（进出口水温差在2度以内），冷却水路长度设计能够达成冷却要求。成型时不要为了省事而将水路串联起来，不然会造成水路过长水温连续升高而减少冷却效果。冷却水温变化第11页Original1左图为凸模侧表面温度分布，右图为凹模侧表面温度分布。表面温度分布不太均匀，冷却效果不太抱负。凸凹模侧表面温度分布第12页Original1凸凹模侧表面温差较大，会使产品凸凹模侧收缩不均一而造成翘曲变形问题。凸凹模侧表面温差第13页Original1上图表达从循环周期开始到完全凝固所需时间。开模时圈示几个区域仍未凝固（右图，大部分区域16s内即可凝固），而最长凝固时间达80s左右（最厚区域），将有严重缩水发生。产品凝固需要時间第14页充填时间约为2.2秒，充填不太平衡。箭头处为最后充填区域。圈示处薄肋发生严重滞流现象，造成产品短射。此肋太薄（仅0.9mm左右），而浇口又距离此肋太近，塑料流动到该处时受到极大阻力而停滞不前并迅速凝固。实际试模中用GEPPE+PS+40%GF塑料可勉强填满，但成型窗口很窄，仍也许短射，应高度重视。充填時间Original1第15页充填流动过程Original1第16页Original1红色线条分布区域代表波纤配向较为严重，而蓝色线条分布区域代表波纤配向较弱。波纤配向分布第17页流动波前温度分布大部分较为均匀，均在280度左右。但圈示区域（即0.9mm左右薄肋）塑料因发生严重滞流，流动波前温度急剧下降至145度，已接近于凝固温度，妨碍了后续塑料再进入该区域，造成短射发生。流动波前温度分布Original1第18页上图为从循环周期开始到开模期间产品厚度方向上温度变化。循环周期温度变化Original1第19页充填压力左图为充填/保压切换时所需注射压力，压力较大，达104MPa，对350t注射机来说，此压力是安全。Original1第20页熔接痕位置&气穴分布左图红线表达缝合线位置，圈示熔接痕较为显著，但对此产品来说也许并不主要。右图粉红色小圈表达也许气穴位置，注意设置有关机构排除，尤其是标示位置。Original1第21页冷却凝固过程Original1红色区域表达最先凝固区域，最薄处最先凝固，最厚处最后凝固。从图中可看出，较厚区域周围先行凝固而切断了保压回路，致使较厚区域得不到有效保压。50%50%第22页冷却凝固过程Original1红色区域表达最先凝固区域，注意圈示位置。一般来说，产品凝固率需要达成80%以上才可开模顶出，而此方案中开模时最厚区域凝固率才达50%。50%50%第23页体积收缩率与凹陷指数左图表达产品体积收缩率分布，大部分区域较均匀，红色处收缩较大。右图凹陷指数表达缩水凹陷相对于产品壁厚严重程度，标示处凹陷严重（最少0.7mm左右）。Original1嚴重缩水第24页注射压力与锁模力变化曲线左图是注射压力随时间变化曲线，右图是锁模力随时间变化曲线。最大压力为104MPa，最大锁模力为193ton，350t成型机可满足要求。Max.:104MPaMax.:193tonOriginal1第25页翘曲变形情況〈放大20倍〉Original1第26页X&Y&Z方向总变形量X&Y&Z向翘曲变形方向如图中箭头所示，变形量均不大。Original10.050.410.200.170.150.07第27页造成翘曲冷却不均原因冷却不均原因对翘曲变形影响较小，变形方向如图中箭头所示。Original1第28页造成翘曲收缩不均原因收缩不均原因对翘曲变形影响较大（其中Y向均匀变形）

，是造成翘曲变形主要原因，变形方向如图中箭头所示。Original10.200.150.120.17第29页造成翘曲分子配向原因分子配向原因对翘曲变形影响较小，变形方向如图中箭头所示。

Original1第30页结论与提议1模腔表面温度分布不太均匀，冷却效果不太抱负。350t成型机可满足成型要求有一条薄肋发生严重滞流现象，造成产品短射。原因是肋太薄（0.9mm左右），而浇口又距离此肋太近，塑料流动到该处时受到极大阻力而停滞不前，滞流时间太长，温度急剧下降而迅速凝固。实际试模中用GEPPE+PS+40%GF塑料也许勉强填满，但成型窗口窄，仍也许会短射，应高度重视。局部区域太厚，周围区域先行凝固而切断了保压回路，致使其得不到有效保压而发生严重缩水凹陷。翘曲变形量不大，其中收缩不均原因为主要原因。第31页分析说明二CAE模流分析将首先在Original1基础上进行改善，主要改善方向为克服滞流短射问题及缩短冷却时间，改善方案为Revised1。第32页Revised1浇注系统设计由于一侧浇口距离滞流短射薄肋太近，而产品构造已定，可让浇口远离该区域，避免塑料停滞时间过长。将接近薄肋浇口下移10mm（基于模具构造限制及流动平衡，不能下移太多），另一浇口位置不变。Revised1Original1下移10mm第33页Revised1冷却系统设计水路设计基本上与Original1相同，其中将图中框示水路依箭头方向作了平移。左图配合浇口平移5mm；右图平移38mm，远离发生滞流薄肋

。

第34页Revised1基本成型条件注射机设定：最大锁模力:350t最大压力:216MPa最大注射速度:422.52cm^3/s螺杆直径:58mm充填条件（提升料温，提升流速）:模具温度:70deg.C熔体温度(热流道):290deg.C注射时间:1.8

sec零件填充体积:255.8cm^3零件重量(固体):349g零件投影面积:390.4cm^2冷却条件（减少水温）:冷却剂温度(凹模)25deg.C冷却剂温度(凸模)25deg.C01.04.027.7t(s)P(MPa)保压曲线:使用保压压力随时间而逐渐减少保压曲线，保压时间仍为4s，成型周期为41s。120压力

[%HP]连续时间[sec]120.00.0120.01.00.03.00.023.7第35页Revised1冷却水温变化因冷却水路变化不大，使用常温水，水温升高亦较小（进出口水温差在2度以内）。第36页凸凹模侧表面温度分布Revised1表面温度分布不太均匀，冷却效果亦不太抱负。第37页凸凹模侧表面温差Revised1Original1凸凹模侧表面温差反而变大，翘曲变形也许变大。第38页产品凝固需要時间Revised1产品需要凝固时间没有尤其显著缩短，产品上最厚区域也必将严重缩水。Original1第39页充填時间Revised1充填时间约为1.9秒，充填流动没有很显著改善。圈示处薄肋仍发生严重滞流，仍造成短射。可见浇口移远10mm及提升料温是没有多大效果。第40页充填流动过程Revised1第41页波纤分布Revised1红色线条分布区域代表波纤配向较为严重，而蓝色线条分布区域代表波纤配向较弱。配向分布稍微有变化。第42页流动波前温度分布Revised1大部分区域较均匀，290度左右。圈示区域塑料仍因发生严重滞流，流动波前温度急剧下降至145度，接近于凝固温度，妨碍了后续塑料再进入该区域，造成短射。第43页循环周期温度变化Revised1上图为从循环周期开始到开模期间产品厚度方向上温度变化。第44页充填压力Revised1充填/保压切换时所需注射压力稍低，为101MPa，保压阶段希望加大压力来加强保压效果。第45页熔接痕位置&气穴分布Revised1熔接痕和气穴分布与Original1相同。第46页冷却凝固过程Revised1保压效果与Original1相同，较厚区域周围先行凝固而切断了保压回路，致使较厚区域得不到有效保压。55%55%第47页冷却凝固过程Revised155%55%红色区域表达最先凝固区域。一般来说，产品凝固率需要达成80%以上才可开模顶出，而此方案中开模时最厚区域凝固率才达50%。第48页体积收缩率与凹陷指数Revised1体积收缩率没有很显著改善，标示部分缩水凹陷仍十分严重。第49页注射压力与锁模力变化曲线Max.:120MPaMax.:220tonRevised1最大压力为120MPa，最大锁模力为220ton，350t成型机也能够满足要求。第50页翘曲变形情況〈放大20倍〉Revised1第51页X&Y&Z方向总变形量Revised1总翘曲变形量比Original1稍大。0.090.540.450.250.470.10第52页造成翘曲冷却不均原因Revised1冷却不均原因对翘曲变形影响亦较小，变形方向如图。第53页造成翘曲收缩不均原因Revised1收缩不均原因仍对翘曲变形影响较大，仍是造成翘曲变形主要原因。0.500.400.300.500.13第54页造成翘曲分子配向原因分子配向原因对翘曲变形影响亦较小，变形方向如图。Revised1第55页结论与提议2减少了水温，整体冷却效果并没有显著改善，温差反而有所增大。充填流动也没有很显著改善。0.9mm左右薄肋仍发生严重滞流而短射。可见浇口移远10mm及提升料温、提升射速是没有多大效果。主线原因还是此肋太薄，塑料达到该处亦太快，而选用材料加入了大量波纤，流动阻力更大。局部较厚区域得不到有效保压而发生严重缩水凹陷。翘曲变形量有所增大，收缩不均原因仍为主要原因。第56页分析说明三在Original1或Revised1基础上仍用两点热流道进浇，而对水路和冷却条件作局部调整，通过数次分析，却仍然难以克服滞流短射问题及缩短整体冷却时间，尝试以一点热流道进浇，改善方案为Revised2。第57页Revised2浇注系统设计Revised2Original1Revised2以一点热流道进浇，浇口位于模具中心线上，距离模具中心30mm。如此模具构造和热流道形式也许需要作对应变更。23.5mm30mm第58页Revised2冷却系统设计共有11条水路。局部冷却水路作了调整。其中在发生严重缩水较厚区域附近(凹模侧)增加了

10mm挡板水路(相接直通管为

8mm)，如左上图。810将发生严重滞流薄肋下凸模水路移开，如右上图。第59页Revised2基本成型条件04.029.5t(s)

P(%IP)保压曲线:仍使用一段保压，保压时间仍为4s，但保压压力为注射压力120%，成型周期仍为43s。120注射机设定：最大锁模力:350t最大压力:216.00MPa最大注射速度:422.52cm^3/s螺杆直径:58.00mm充填条件:模具温度:70deg.C熔体温度(热流道):280deg.C

注射时间:2.0s零件填充体积:255.8cm^3零件重量(固体):349g零件投影面积:390.4cm^2冷却条件:冷却剂温度(凹模)60deg.C冷却剂温度(凸模)60deg.C压力

[%HP]连续时间[sec]120.00.0120.04.00.00.00.027.5第60页Revised2冷却水温变化水温升高较小（进出口水温差在1度以内），冷却水路长度设计也是能够达成冷却要求。第61页凸凹模侧表面温度分布Revised2从图中可知，表面温度分布仍不太均匀，冷却效果仍不太抱负。第62页凸凹模侧表面温差Revised2局部区域表面温差有所减小，这对产品均匀收缩及减小翘曲是有利。Original1第63页产品凝固需要時间Revised2产品需要凝固时间仅缩短了一点，产品上最厚区域也必将严重缩水。可见增加挡板水路对该区域冷却效果改善十分有限。Original1第64页充填時间Revised2充填时间约为2.1秒，充填流动有较显著改善。圈示处薄肋仍发生轻微滞流现象，但由于浇口远离该区域，使该区域能够成为接近最后充填区域，塑料停滞时间较短，因此在最后充填阶段加大一点压力便能够充满了。第65页充填流动过程Revised2第66页波纤分布Revised2因浇口由两个减为1个，流动形式已大大变化，故配向分布有较大变化。第67页流动波前温度分布Revised2大部分区域较均匀，在280度左右。圈示区域塑料仍发生轻微滞流现象，流动波前温度迅速下降，但来不及下降到凝固温度，后续塑料便在较大压力下充填满该区域了。第68页循环周期温度变化Revised2第69页充填压力Revised2充填/保压切换时所需注射压力并没有比原始方案两点进浇增大，仍为102MPa左右，充填/保压切换后加大了压力以确保薄肋充填及后续保压效果。第70页熔接痕位置&气穴分布Revised2圈示熔接痕较为显著，相对于原始方案来说已减少了中间一条最显著熔接痕。标示处气穴仍需注意设置有关机构排除。第71页冷却凝固过程Revised2较厚区域保压仍然成问题，虽在附近增加了挡板水路，但冷却效果十分有限，难以将凝固时间显著缩短。55%55%第72页冷却凝固过程Revised255%55%第73页体积收缩率与凹陷深度Revised2左图显示浇口处收缩最大，这通过延长保压时间即可改善，但标示部分难以改善，缩水凹陷仍十分严重。右图表达肋根部凹陷深度