微型塑件注射成型充填流动模拟及试验研究
流道尺寸与压力的关系
摘要 为充分发挥模具效能 提高生产力 降低单件成本 生产中经常使用一模多腔模具。
优化分流道设计对模具来说是非常重要的。
流道的主要作用是使熔体从喷嘴快速而顺畅地注入模具型腔内 微小塑件的注塑成型好坏很大程度上取决于流道的优化设计。
笔者对微小塑件注塑成型过程中熔体流动充填过程进行了研究 一模四个微型型腔 分流道系统对称平衡布局 重点研究了熔融塑料充填过程中流道尺寸大小与温度、压力、保压时间及充填长度之间的关系。
在光通信、计算机数据存储、医疗技术、生物技术、传感器和传动装置、微光学器件、电子和消费类产品 以及设备制造和机械工程等领域中 微注射成型制品呈现快速增长的需求。
微小塑件的应用性特点主要在于它的微小性 其中微型化技术促进了微小型产品的快速发展 [1] 。
在过去几十年中 人们已经获得了丰富的普通尺寸注塑件生产工艺和技术经验 但这些经验不能完全直接应用于微小注塑件生产[2] 。
拿一个任意几何形状的注塑件来说 微小塑件的S/V比值大 S为塑件表面积 V为体积 大塑件的S/V比值小 而S/V比值大小会影响熔体对型腔的充填。
S/V比值越大 热量扩散相对快 熔融塑料凝固过快 不利于塑件整体成型。
微型塑料模具是生产微小塑件的重要技术基础 因此设计制造微型注塑模具时应对普通模具设计方法进行必要调整以适应尺寸变化。
流道是热塑性注塑模具设计最重要的环节之一。
要想注塑出一致性好品质塑件产品 一个最主要条件是以尽可能小变化的温度和压力通过流道输送熔融塑料并同时充满所有型腔。
采用何种流道系统是设计的关键所在[3] 。
此外 在熔体充填过程中 流道外层料流较内层料流流速低 容易冷却凝固 凝固层越厚 熔体流动越不畅 而热量损失增加。
随着流动性下降 流动阻力可导致流道内熔体流动压力增加 [4]。
设计流道时还应考虑流道尺寸和流道容积的关系 尽可能减小流道容积 包括浇注系统的凝料和飞边 同时尽可能采用分流道平横式布置 以便塑料熔体均衡进料。
微壳体塑件充模流动三维数值模拟
微壳体塑件充模流动三维数值模拟
康红梅;杨文剑;王院生
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】针对微注塑成形中熔体充模流动行为,运用流体分析软件Fluent,对微壳体塑件熔体充模流动进行了三维稳态模拟.建立了微观黏度模型和壁面滑移模型,运用VOF多相流模型,研究了熔体充满型腔时的稳态三维流场,做出切片图分析了压力场和速度场.通过对考虑和不考虑微尺度影响(微观黏度和壁面滑移)的对比和分析,可以看到考虑微尺度因素影响时充模阻力减小约19％,而速度变化不明显.分析表明微尺度黏度对熔体流动影响显著,有利于微注塑熔体充模,而壁面滑移对充模流动影响较小.
【总页数】3页(P177-179)
【作者】康红梅;杨文剑;王院生
【作者单位】中国地质大学(武汉)机电学院,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉)机电学院,湖北武汉 430074;中国地质大学(武汉)机电学院,湖北武汉 430074
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
【相关文献】
1.粉末共注射成形充模流动过程前沿位置及场分布的数值模拟 [J], 封娟;何浩;李益民;王光耀
2.微注塑充模流动过程熔体黏度影响规律的数值模拟 [J], 李洹
3.气辅共注成型充模流动过程全三维数值模拟 [J], 孙懋;周国发;张效迅;庞明军
4.盒形塑件的几何构型与计算机充模流动模拟 [J], 伍晓宇;辛勇
5.微注塑成形中熔体充模流动分析及其数值模拟 [J], 庄俭;于同敏;王敏杰
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微孔注塑成型过程的Moldflow模拟仿真
微孔注塑成型过程的Moldflow模拟仿真韩云;林有希【摘要】针对微孔注塑成型对塑料制品的影响和出现的问题,从仿真分析入手对制品成型特点进行分析和解释.采用Moldflow仿真分析软件对制品——电脑上盖进行微孔发泡成型过程的仿真模拟分析.在已有研究的基础上,模拟分析各种因素对微孔发泡成型过程的影响,并解释各因素对泡沫制品产生的影响.分析论证了发泡剂、剪切应力、摩擦能等对气泡成核的作用是真实存在的,它们共同对微发泡注塑成型的过程产生作用,以达到发泡成型的目的.同时,给研发人员提供更优化的工艺参数设置方案,以缩短制品的研发周期.%The characteristics of products of microcellular injection molding were analyzed by simulation in terms of effects and emerging issues of the process on the products.Moldflow software was used to simulate the manufacturing process of the product,the computer cover.The factors contributing to the process were simulated and analyzed based on previous studies along with those on the foam product.Analysis show that the impact of the blowing agent,shear stress and friction on the bubble nucleation exist,which play important roles in injection molding process.The optimization for the process parameters is offered to shorten the research and development period.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】6页(P60-65)【关键词】丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物;微孔注塑;Moldflow软件;模拟仿真;残余应力【作者】韩云;林有希【作者单位】中能电气股份有限公司,福建省福州市350301;福州大学,福建省福州市350108【正文语种】中文【中图分类】TQ328随着现代工业技术的快速发展，塑料制品占据了重要地位，特别是微孔泡沫材料；但微孔注塑成型是比较复杂的加工过程，微孔注塑模具的设计与制造以及注塑成型过程分析是量大而复杂的任务，单纯依靠设计人员的经验和模具工人的手艺很难保证微孔注塑制品的高精度要求。
微孔注塑数值模拟技术的研究进展
． 产具有微孔结构的注塑制品。由于微孔注塑引入了超临界流 １２ 细胞 模 型
微孔注塑数值模拟技术 的研究进展
口 王建康Ⅲ 张 黄汉雄 刘 向阳ｎ
（ｌ吉林 大学珠海学院机 电工程 系 广 东 ・ ５ ８０ 【 】 中山 ２ ４ ４； 【】 东伊之密精密机械有限公司 广 东 ・ ２广 佛山 ５ ８ ０ ； ２ ０ ０
【】 南理 工 大 学机 械 与 汽 车 工程 学院 广 东 ・ 州 ５ ０ ４ ３华 广 １６ ０）
泡的长大过程 。在模拟中，首先根据压力降和压力降速率计 算了成核密度 ，然后把计算得到的初始泡孔直径输入泡孔长 大模 型。在计算 中考虑 了熔体密度、 散系数 、 扩 溶解度常数 、
黏度等模型参数受时间和气体含量变化的影响。
３ 结 束 语 利用数值模拟技术来优化微孔注塑制品的泡 孔结构，提 Ｈａ 等利用 “ ｎ 细胞模型” 计算 了利用超临界二氧化碳 （ Ｏ ） Ｃ 高的力学性能 ， 具有成本低 、 机理明确、 研发周期短等优点 。 近 和氮气（ ：作为发泡剂的微孔注塑充模过程 中气泡半径的演 Ｎ） 年 来 随 着 微 孔 注 塑 技 术 的 逐 步推 广 ，数 值 模 拟 技 术 在 这 一 领 变过 程 ， 了便 于 计 算 ， ｎ 为 Ｈａ 等人 简 化 了模 型 ， 微 观 的 多相 流 将 域 的应 用 逐 渐 增 多 。 虽然 在模 型简 化 、 微 观 转 化 、 法 技 巧 宏 算 体视为宏观 的单相流体， 假设熔 体成核均匀 ， 并且单位 质量熔 等方面还有很多需要改进 的地 方， 预测结果还不是很准确， 但 体的成核数 目一定。图 ４为 Ｈ ｒ等人预测得到的距离主流道 ａ ｔ
塑料熔体在注塑模中的三维流动模拟
113 跟踪流动前沿
用 VOF (volume of fluid) 方法跟踪熔体流动前
沿. 充填因子 F 表示结点控制体积的充满程度 ,
用输运方程跟踪和求解充填因子 F
5 5t
FΩ f
(
x
,
t)
+
u
FΩ ( x , t) = 0 , f
P x ∈Ω , P t ∈R +
(8)
三维流动模拟需要求解与移动自由表面有关的
文章编号 0438 - 1157 (2004) 09 - 1493 - 06
3D MELT FLOW SIMULATION IN INJ ECTION MOLDING
CAO Wei , WANG Rui and SHEN Changyu
( Mold & Die Institute , Zhengzhou University , Zhengzhou 450002 , Henan , China)
(郑州大学模具研究所 , 河南 郑州 450002)
摘 要 建立了非等温条件下黏性 、不可压缩 、非牛顿流体流动的控制方程. 为了避免同时求解耦合的压力场 、
速度场 , 通过修改传统方法的变分方程导出了关于压力场的拟 Poisson 方程 , 用迭代法独立求解连续性方程 、动
量方程 , 并进行速度场2黏度迭代求出最终的压力场 、温度场. 这种方法可以减少内存 , 提高数值方法的稳定性 ,
三维流动分析需要求解耦合的连续性方程和动 量方程 , 用经典 Galerkin 有限元方法离散方程得到 关于速度和压力的非线性代数方程组 , 用 Newton2 Raphson 迭代求出最终解. 离散得到的方程组系数 矩阵对称但不正定 , 一般用预处理共轭梯度法求 解[4 ,5] . 在这种方法中 , 谱半径很难估计 , 迭代的 初始值也难以确定. 此外 , 还需要额外的内存保存 中间结果.
基于Moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究(毕业设计论文)
基于Moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究摘要本文主要研究冰箱用塑料配件。
它类似于一个两通的塑件，在主体盖下方的两端开有侧孔，所以在模具设计时需要考虑侧向分型与抽芯机构。
但是冰箱用塑料配件比二通要复杂得多，由于它有一个梯形阶梯孔，在注塑过程中很可能会出现陷，因此选择一个合理的浇口就显得非常重要。
在分析过程中应对其进行可行性工艺分析，然后对塑件进行实体建模，并进行相关计算。
首先对型腔数目及布置方式、分型面、浇注系统、顶出机构类型、侧向分型与抽芯机构等进行初步设计，确定用推杆推出机构。
建模以后利用Moldflow软件模拟注射过程中熔体的流动情况并进行分析，再根据分析结果对设计方案进行调整，并利用正交试验确定出最优化的方案。
对设计的模具进行Moldflow分析，不仅可以增加模具设计的合理性，还可以减少试模修整次数，最重要的是可以提高制品质量。
关键词：浇口，Moldflow，注射过程，正交试验，优化Study On The Injection Molding of Plastic Parts ForRefrigerator Based On MoldflowABSTRACTThe main content of this paper is the research of plastic accessories of refrigerators.The accessory is similar to a two-way plastic valve, and both ends exist side hole in the bottom of the cover of the main part.So we should consider the lateral parting and core pulling mechanism when design the mold.But the plastic accessories of refrigerators is much more complex than two-way plastic valve. Since it has a trapezoidal stepped hole,defects are more likely to appear in the process of injection to mould.So it is very importent to choose a reasonable gate.Therefore,in the process of study we should analyze the feasibility of process,then set up the modeling of the plastic parts and carry on the relation calculation. Before studying, should design the number and the way it layout of the cavity, parting surface, gating system, ejector mechanism type, lateral parting and core pulling mechanism preliminarily,and use the pose rod mechanism. After setting up mould we use Moldflow to simulate the flow status of fusant in the process of injection and analyze the result.Then we adjust the design scheme according to the analysis result, and use the orthogonal experiment to determine the optimal solution. The Moldflow analysis of the mould we have designed,can not only increase the rationality of the mould,but also reduce the number of the mold repair, and the more important is the quality of the product is improved much more.KEY WORDS: Gate，Moldflow，Injection process，Orthogonal experiment，Optimization目录前言 (1)第1章塑件的工艺分析 (3)1.1 零件的分析 (3)1.2冰箱生产中的常用塑料 (3)1.3 材料的具体性能 (4)第2章模具结构设计方案 (6)2.1 模具结构方案 (6)2.2 制件的计算 (6)2.2.1 计算塑件的体积、重量、投影面积 (6)2.2.2 尺寸精度的分析 (6)2.3 注射机的选用 (6)2.3.1 选用方法 (6)2.3.2 注射机的选用原则 (7)2.3.3 最大注射量的计算 (7)2.3.4 锁模力的计算 (7)2.3.5 注射压力的计算 (8)2.3.6 最大注射成型面积的计算 (9)2.3.7 注射机的选择 (9)2.4 初步设置型腔数目及布置 (10)2.4.1 按注射机的最大注射量确定型腔数目 (10)2.4.2 按注射机的额定锁模力确定型腔数目 (11)2.4.3 按塑件的精度要求确定型腔数目 (11)2.5 浇注系统 (11)2.5.1 主流道的设计 (12)2.5.2 分流道的设计 (13)2.5.3 浇口的设计 (13)2.5.4 定位环及浇口套 (14)2.6 分型面的选择 (14)2.7 顶出机构类型 (14)2.7.1推出方式 (14)2.7.2 复位装置 (15)2.7.3 顶出机构的导向 (15)2.7.4 拉料杆、顶出距离 (15)2.8 侧向分型与抽芯机构 (15)2.9 模温调节系统 (16)2.10 排气方式 (17)2.11 模架结构方案 (17)第3章注射成型分析 (18)3.1 模型导入 (18)3.2 成型窗口分析 (19)3.3 充填分析 (19)3.3.1 浇注系统的建立 (20)3.3.2 分析计算 (20)3.3.3 充填分析结果 (21)3.3.4 优化填充方案 (26)3.4 保压分析 (26)3.4.1 分析计算 (26)3.4.2 结果分析 (27)3.4.3 优化保压方案 (29)3.5 冷却分析 (29)3.5.1 分析计算 (29)3.5.2 冷却分析结果 (30)3.5.3 优化冷却方案 (33)3.6 翘曲分析 (34)3.6.1 翘曲分析结果 (34)3.6.2 翘曲优化方案 (40)3.7收缩分析 (41)3.7.1 收缩分析结果 (41)3.7.2 优化收缩方案 (42)第4章塑件和模具的调整及其优化 (43)4.1 制件设计参数的调整 (43)4.2 模具设计结构的调整 (43)4.2.1 浇注系统的调整 (43)4.2.2 冷却系统的修改 (43)4.3 优化后填充分析结果剪切速率 (44)4.4 优化后流动分析结果 (45)4.5 优化后的冷却分析结果 (45)4.6 优化后的翘曲变形分析结果 (49)4.7优化后的收缩变形结果 (51)第5章基于正交实验多工艺参数优化 (53)5.1 正交实验概述 (53)5.2 基于正交试验多工艺参数优化 (53)第6章方案优化后的结果 (57)6.1 方案优化前后的结果 (57)6.2 方案优化后的总结与分析 (58)6.3 工艺参数 (59)6.4 工作原理 (60)结论 (61)谢辞 (62)参考文献 (63)外文资料翻译 (65)前言模具行业是一个高新技术密集且又重视实战经验的产业。
注塑成型充填分析
图3-8 模型简化结果
图3-9 浇注系统出现次数
3.3工作化学习内容
任务1 充填分析
–模型优化
图3-10 指定浇口属性
图3-11 浇口出现次数设定
3.3工作化学习内容
任务1 充填分析
–模型优化
a) 分流道选择 b) 分流道出现次数设定 图3-12 分流道出现次数设定
3.3工作化学习内容
3.1教学目标
能应用MPI辅助进行模具型腔布局设计及模具浇注系统设计，进行 充填分析以优化工艺参数及指导模具及产品设计。
3.2工作任务
任务1：应用型腔和流道设计向导，进行型腔布局设
计和模具浇注系统设计，采用顶部浇口、一模四腔布 局，进行充填分析并对结果进行解析；
任务2：布局采用侧面进浇，一模八腔，串联流道，
3.3工作化学习内容
任务2 流道平衡分析
–浇注系统设计
»划分浇注系统网格
图3-33 创建柱体
图3-34 浇口柱体创建结果
3.3工作化学习内容
任务2 流道平衡分析
–浇注系统设计
»划分浇注系统网格
图3-35 区域网格重划分
图3-36 网格重划分结果
3.3工作化学习内容
任务2 流道平衡分析
–浇注系统设计
»划分浇注系统网格
图3-37 浇口属性指定
3.3工作化学习内容
任务2 流道平衡分析
–工艺参数设定
图3-39 参数设定
图3-38 浇口平衡分析序列选择 图3-40 保压控制
3.3工作化学习内容
任务2 流道平衡分析
–结果分析
图3-41 流道属性查询
3.3工作化学习内容
任务2 流道平衡分析
POM精密微型齿轮注射成型的Moldflow模拟分析
P O M精密微型齿轮注射成型的Moldfl o w模拟分析王汝海严 正李 波(四川大学高分子科学与工程学院,成都 610065) 摘要 以聚甲醛(P OM)精密微型齿轮注射成型为例,展示Moldfl ow在精密微型注塑制品加工中的指导作用。
结果表明,模温是P OM精密微型齿轮加工参数中最为重要的影响因素,齿轮的齿顶边缘是最容易产生制品缺陷的区域。
使用Moldfl ow对精密微型注塑制品的加工过程进行模拟,对其加工工艺有着重要的指导作用,同时大大缩短了产品的开发周期和费用,具有显著的经济效益。
关键词 Moldfl ow模拟 精密微型注塑 优化设计 近年来,随着微电子、生物、医学等技术领域的不断发展,精密微型零件和微型系统(如微型齿轮、微型泵、微型传递系统、微型医疗器械等)的需求越来越大[1]。
原来主要的加工技术如平板印刷技术、热压制技术、微蚀刻技术、激光成型技术存在成本昂贵[2]、效率低下且选材范围较窄等缺陷。
而精密微型注塑技术可在较低的成本下大批量生产微型制品。
然而精密微型注塑技术本身是一个发展中的技术,传统的注射成型工艺和模具设计方法对于精密微型注射成型有着相当大的局限性和不适用性。
昂贵的模具制造费用,不成熟的制造工艺,以及经验的欠缺使得精密微型注塑在较长一段时间里还不能扮演关键的角色。
为此人们把目光投向了CAD、CAE 技术,以期能最大程度地降低产品开发成本,并为精密微型注塑用于实际生产提供较为可靠的参考,积累宝贵的经验。
笔者以聚甲醛(P OM)精密微型齿轮的注射成型为例,展示Moldfl ow在精密微型注塑制品加工中的指导作用。
1 Moldfl ow在精密微型注塑制品加工中的应用背景目前Moldfl ow虽然还不能全面地分析出影响制品质量的相关因素,但能够预测出大体趋势及优化设计的方向。
通过数年来的实践验证,Moldfl o w在精密微型注塑制品加工中作为一种新型的加工工艺指导参考软件,越来越体现出巨大的优越性。