MoldFlow分析软件解决塑胶产品变形的探讨

经济效益的体现
未改变结构之前其面盖变形造成的功能上的次品为百 分之三 每年生产100万台电饭煲既有三万台为面盖 功能上的次品，而出现次品需要更换3万台，即6万 台，其费用按照每台80元成本计算480万元
改进结构后，造成的功能残次品下降了到了百分之 0.03节省费用将近几百万元.
案例2
选用方案
• 美的电饭煲实际整体图片（变形的）
旧变形产品的面盖结构
• 这个产品其几何形状中间有一凹坑，产品的其它部 位朝这个凹坑进行收缩，致使面盖产生收缩变形
• 由于几何形状的决定会造成制件的两端产生翘曲而 这种翘曲是从工艺及模具方法上改善不了的
解决的办法
• 只能从制件的原始设计来改善，而改善这种翘曲变 形只能更改制件的断差来纠正翘曲变形，那麼用什 么办法来改善这种翘曲变形呢，更改产品结构，利 用断筋动骨的原理来消除变形，即增加面盖的边缘 的壁厚，使之在边缘处形成很厚的筋来改善这种翘 曲变形
产品的各个视角
其变形的趋势
• 背面有很多筋骨位，而正面只是一个平面，平面贴 死在了模具表面，冷却的快，而凹槽部分，不能通 冷却水，只能在凹槽的顶部通冷却水，造成热量集 中
3. 填充比较免强的制件
• 其原因是, 除了在浇口位置有密度差异以外, 还存在 这棱柱位置有温度差异, 还有压力差异,所以会存在 变形发生
4.注塑工艺调整造成过分填充出现变形
• 变形的结果是这个产品会弯曲
• 当采用一般的手法调整这样的模具时要特别注意物 料优先会从中间处先进料，而两端浇口后进料而在 保压阶段中间处密度大而两端密度小这样就会导致 密度上的差异使产品弯曲变形，而我们又采用的是 传统的单压单速，这样弯曲变形会更厉害.
注塑工艺的解决的办法
• 速度要大于压力，速度为80%。而压力才38%，速 度太大会出现产品烧焦现象，速度快是为了快速充 满模具的流道使其两端也能像中间处一样同时进料， 而压力低是为了将保压压力也降下来，不止于使产 品中间处的密度大，注射时间相对降低，冷却时间 相对延长至此解决了变形问题
五. 解决变形的方法
• 1. 充分和均匀的冷却 • 充分均匀的冷却, 使塑胶产品散热量均匀, 大分子运
• 我们利用简单的案例来看看
• 从两张图片看出，浇口位置不同，造成的大分子排 列取向不同，导致内应力方向不同，所以在很多时 候改变浇口位置可以减少变形量.
改变浇口位置的实例
正常浇口位置变形量
采用浇口位置错开方式
• 我们看到Y方向的的变形大，这个在利用改性PP工 程塑料来实现，即降低其PP料的结晶度和收缩率来 解决.
正面
正常分析变形结果
利用断筋动骨
正面
反面
结构改变之后的分析
利用特殊的冷却水路解决变形
• 1.收缩窄腰
• 2.翘曲变形
3.长形产品变形
四. 塑胶产品收缩变形的规律
• 1. 产品复杂结构部分收缩大，不是复杂的地方收缩 小导致产品发生变形（大部分变形都是这种现象引 起的变形）
实物对照
2. 冷却不均匀引起的变形
• 冷却不均匀，造成大分子取向有的地方被冻结，有 的地方还没冻结，没被冻结的地方大分子继续运动 造成有的地方收缩大有的地方收缩小，会出现变形
1.高分子的收缩原理
• 大分子在微观下是不停的运动，形成卷曲的乱线团 子，在注塑成型过程中，在热塑性塑料熔融状态充 模时,在流动方向上产生剪切应力，迫使分子链取 向，充模速度越高，则分子取向作用越强，分子链 在流动方向上强行拉伸取向，在冷却时被冻结下来， 但同时大分子又有重新恢复卷曲的趋势，因而在取 向方向将要产生收缩，由于分子取向造成的收缩， 由分子取向时产生的内部应力有关, 内部应力越大， 则收缩越大
消除变形的面盖结构
• 剖面情况（最薄处）
• 最厚处
• 从断面情况来看侧面壁厚是顶部壁厚的3倍即顶部 为2mm，侧壁为6mm，利用了断筋动骨办法，那在 6mm的壁厚该用什麼工艺制造呢，即气体辅助注塑 工艺技术来进行制造电饭煲的面盖. 困扰我国电饭 煲面盖达5-6年之久的变形问题得到圆满的解决.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实际产品图片
变形和不变形对比图片
• 按照其浇口位置的布置，其分子排布不是都是沿着 流动方向排布，有沿着流动方向有垂直于流动方向， 所以可以改善变形
4.利用特种注塑工艺消除变形（注射发泡 成型）
• 这个产品的壁厚最厚处达到了15mm
• 除了特种注塑工艺外，以上三种只是对产品变形进 行改善
5. 最有效的消除变形是对产品结构进行改 变，我们叫断筋动骨
2. 变形原理
• 由于人为地造型和几何形状的不同，大分子在收缩 过程中由于几何形状的不同，导致有的地方收缩小， 有的地方收缩大，收缩大小不一致，收缩小的向收 缩大的一侧弯曲
3. 内应力的产生
• 由于分子收缩造成的塑胶产品的变形，哪这个变形 肯定会有一个力的作用的产生，这个力我们叫内应 力
三. 典型的变形情况
• 正常浇口选用方案
两个浇口方案
浇口改为底部方案
四个浇口方案
• 从以上方案看出
• 增加浇口，改变浇口位置都不能彻底解决变形的问 题，只有改变产品结构才能彻底消除变形
更改产品结构（断筋动骨）
更改前
更改前后的结构对比
更改后
• 端部
更改前 更改后
更改前
剖断面
更改后
更改后的变形分析
• 反面
案例3
动不会因为有的地方散热不好 分子继续运动 而有 的地方好限制了分子运动, 所导致的变形出现.
• 2. 增加保压压力
• 一般塑料都有压缩性，即在高压下比容发生变化， 在一定温度下，提高压力会使塑料的比容减小，密 度增加，线膨胀系数减小，收缩率下降
3. 改变浇口位置
• 这些年来很多论文都说改变浇口位置可以降低变形 量，但是没有说为什么会降低变形量.
MoldFlow分析软件解决塑胶产品变形的探讨
一. 产品变形的危害
• 1.会导致外观不符合原创设计的意图 • 2.导致装配不能很好得和其它两部件配合 • 3.导致产品功能上的降低. • 4.增加大量的人力来人为的后期解决并修正变形，
导致人工成本增高
二. 塑胶产品收缩变形的原理
• 塑胶产品是由高分子材料人工合成的，那我们就要 对高分子材料的分子运动形式及收缩变形原理来做 一次说明