模流分析培训5

1 模流 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 识别注塑缺陷 SQE / Exterior : Ren Xiao Initiate Date : June 7, 2011 2 注塑零件开发中遇到的问题 工程设计遇到的问题 ☆ 结构 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 性考量不充分。零件翘曲变形大，熔接痕、缩印比较严重； ☆ 材料选择未与产品设计相匹配 模具设计遇到的问题 ☆ 模具设计全凭经验，浇口和流道设计不合理 ☆ 冷却系统设计负责，无法有效评估 模具试制遇到的问题 ☆ 反复的修模、试模，整改的周期长 ☆ 工艺窗口窄，只有老师傅 才能调试出合格的产品 3 Part Design Mold Design Production Mold Build 问题产生的后果 4 “第一次就把事情做对” ——最有效的工作方式 5 模流分析的概念 计算机辅助工程CAE (Computer Aided Engineering ) ——模流分析是模拟注塑工艺的CAE分析技术 实体数模 （宏观） 划分网格 （微观） 整体性能 （宏观） 有限元分析 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 6 ① Part Design Optimization  选择材料  产品结构优化 （壁厚/台阶/加强筋)  确定成型工艺初步 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载  确认浇口方案  识别潜在缺陷 (短射、熔接痕、缩印、气穴） ② Mold Design Optimization  浇口大小/形状/尺寸  多模腔模具流道平衡  冷却排布/成型周期  新工艺模拟（气辅/微发泡） ③ Process Optimization  工艺参数指导  工艺窗口分析  DOE试验设施验证过程稳定性 模流分析在注塑件开发中的作用 7 模流分析软件介绍 模流分析软件  Moldflow软件介绍  Moldflow软件包含的功能模块  Moldflow软件工程师认证  Moldflow软件版本 8 模流分析软件市场占有率 模流分析软件 90% 9.50% 0.50% 9 Communicator可以查看分析结果和参数设置， 无法对分析参数进行修改。 Autodesk® Moldflow® Insight Autodesk® Moldflow® CAD Doctor Autodesk® Moldflow® Adviser Autodesk® Moldflow® Communicator AMA快速模流分析，无需进行修模，布置水路 。翘曲只能定性分析，无定量数据。 AMI为moldflow主要分析模块，通过建模，修 模，设置参数等操作，精确分析熔体填充、冷 却和翘曲变形。 CAD Doctor可以检查，修复，调整和简化数学 模型，以便于AMI或AMA快速的构建出高质量 的有限元网格模型，在提高前处理的速度的同 时有效的提高分析的准确性。 Moldflow软件介绍 10 Moldflow Insight软件功能模块 冷却分析 翘曲分析 应力分析 玻纤流动分析 气辅成型分析 微发泡成型分析 填充\保压分析 浇口位置分析 成型窗口分析 流道平衡分析 双色成型分析 DOE试验分析 Basic Performance Advance 11 Moldflow软件版本 Moldflow 6.1 Moldflow 6.2 Autodesk Moldflow 2010 Autodesk Moldflow 2011 Autodesk Moldflow 2012  多浇口位置分析  模温控制曲线  直接导入CAD模型  3D网格生成器增强  与Showcase共用看表面缺陷  3D&Fusion模型缩痕深度查看  材料库更新（8479种材料）  CPU多核计算  瞬态冷却分析  增加长玻纤分析  热塑性排气分析 12 如何进行模流分析评审  模流分析评审时间  Moldflow常用指标以及对应缺陷  短射、滞流  熔接痕、困气  缩印  应力痕  冷却不均  翘曲 13 GATE 1 GATE 2 1\工程发布SOR 2\技术评审 3\潜在供应商评 审 4\供应商报价 5\供应商定点 6\项目启动会议 1\ 技术设计评审 2\ 模具设计评审 3\检具设计评审 4\专用工装设计 评审 GATE 3 1\ 模具工装制造 2\ 检具制造 3\ 试验大纲确认 GATE 4 PPAP 产能评估 1\ 模具试模 1\ 匹配验证 2\ 整车验证 3\ 生产线建立 4\ 试验完成 生产线的验证和改进 产品开发阶段 过程开发阶段 模流分析评审时间 Moldflow! 模具验证 Moldflow? 产品验证 Moldflow? 过程验证 14 Moldflow输出的结果 15 填充结果 (Flow) 冷却结果 (Cool) 翘曲结果 (Warp) 1、冷却水路的温差(Circuit coolant temperature) 2、模具表面温度(Temperature, Part) 1、总翘曲变形X\Y\Z(Deflection, all effects) 2、冷却不均造成的翘曲X\Y\Z (differential cooling) 3、收缩不均造成的翘曲X\Y\Z (differential shrinkage) 4、取向不同造成的翘曲X\Y\Z (orientation effects) 5、角落效应造成的翘曲X\Y\Z (corner effects) 模流分析结果评审常用指标归纳 1、填充时间（Fill Time) 2、V/P切换点的压力（Pressure at V/P switchover) 3、料流前锋温度（Temperature at flow front) 4、熔接痕（Weld line) 5、困气（Air Traps) 短射、滞流 熔接痕、困气 6、顶出时的体积收缩率（Volumetric shrinkage at ejection) 7、缩痕指数(sink mark estimate) 缩印 8、剪切速率（shear rate) 9、剪切力(shear stress) 10、平均速度（Average velocity) 应力痕 验证水路设计 优化翘曲变形 16 指标解释&要求 缺陷产生原理 解决办法 Moldflow识别指标 17 填充时间（Fill Time) 定义：熔体料流前锋到达模具型腔指定位置的时间。 要求：流动平衡，料流前锋到达各个填充末端的时间相等； 速度均匀，速度等值线均匀。 指标解释&要求 V/P切换点的压力（Pressure at V/P switchover) 定义：填充由体积控制到压力控制的转化点，V/P转化点的压 力是填充压力曲线的最高点； 要求：V/P转化压力不能超过注塑机极限压力的70%。 料流前锋温度（Temperature at flow front) 定义：熔体料流前锋到达模具型腔指定位置的温度。 要求：熔体前锋温度不能超过材料的推荐范围。 短射、滞流 18 缺陷产生原理 解决办法  增加注塑压力，但不能超过注塑机极限的70%；  增加浇口数量，缩短流长；  更改浇口位置，将浇口设置在壁厚值大的区域，对于薄筋位 置的短射，将浇口设置在远离薄筋的区域；  增加产品壁厚；  末端加强排气 填充速度 填充压力 料流前锋温度差 Moldflow识别指标  填充时间渲染图上有灰色区域  填充时间等值线图上有密集区域  料流前锋温度降超出材料推荐范围 短射、滞流 19 增加填充速度解决短射问题： 短射、滞流案例一 20 短射、滞流案例二 21 指标解释&要求 熔接线（Weld line) 定义：两股料流的相交位置和角度。 要求：熔接线不能出现在外观面上。 困气 (Air traps) 定义：气体无法排出的区域。 要求：困气不能出现在外观面上，困气区域模具上要注意 排气。 熔接线、困气 22 熔接痕产生原因 两股料流相遇，料流前锋气体无法排出， 冻结后形成熔接线； 汇合角<135°为“熔接线”，可见 汇合角>135°为“融合线”，不可见 解决办法  更改浇口位置  减少浇口数量  使用顺序阀  更改产品壁厚，形成阻流和导流 熔接线、困气 23 Moldflow识别指标  熔接痕（Weld line）  料流前锋温度（Temperature at the flow front） 熔接角度<75°，熔接痕质量风险大； 75° <熔接角度< 135°，料流前锋温度差> 10°Ｃ，熔接痕质量风险大； 75° <熔接角度< 135°，料流前锋温度差< 10°Ｃ，熔接痕质量风险小； 熔接线、困气 24 熔接痕案例一 利用更改浇口解决熔接痕问题： 优化前 25 利用更改浇口解决熔接痕问题： 优化后 26 熔接痕案例二 利用流动导流和阻流来解决熔接痕问题： 优化前 27 利用流动导流和阻流来解决熔接痕问题： 优化后 28 飞边 指标解释&要求 锁模力 （Clamp force) 要求：最大锁模力不能超过使用注塑机的70% 。 锁模力中心 （Clamp force centroid) 要求：锁模力中心不能有明显的偏置，否则需 要使用支撑块加强模板强度。 29 指标解释&要求 顶出时的体积收缩率 （Volumetric shrinkage at ejection) 定义：产品每个位置厚度方向上顶出时的体积收缩率。 要求：顶出时的体积收缩率均匀。 缩印 缩痕深度 （Sink mark estimate) 定义：不同的体积收缩引起的缩痕深度估计。 要求：不能超过规定值。 30  体积收缩率（Volumetric shrinkage at ejection） —— 壁厚差异造成的缩印 大于5％且相邻位置体积收缩率大于3％。  缩痕深度（ Sink marks estimate） —— 背面结构造成的缩印 皮纹件>0.07mm；油漆件，电镀件>0.03mm；高光件>0.01mm 缩印产生原因 Moldflow识别指标 解决办法  减缓产品壁厚突变区域  增加保压压力和保压时间  将浇口设置在较厚区域  增加浇口和流道尺寸，延长浇口冻 结时间  减少加强筋的壁厚或加大根部圆角 缩印 31 缩印案例 优化前 优化后 优化前 优化后 更改壁厚解决缩印问题： 32 应力痕 指标解释&要求 Cross-Sectional Velocity Shear rate - min max 剪切速率 (shear rate) 剪切流动的相对速率。 剪切应力 (shear stress) 熔体剪切流动的抵抗力。 平均速率 (Average velocity) 截面上熔体速度的平均值，矢 量单位。 33 应力痕产生原因  由于壁厚的突变，造成平均速度的差异，分子取向不同。 分子取向不同造成收缩率的差异，引起外观出现“光影，亮印、污痕”。  浇口位置的剪切速率和剪切力超过材料的许可值，剪切热使材料发生讲解， 导致局部区域变色。 Moldflow识别指标  剪切应力（Shear Stress) 最大剪切应力 < 材料许可的最大值 最大剪切应力 < 材料许可的最大值×80% (电镀件）  平均速度有急剧的变化  顶出时的体积收缩率有急剧的变化 解决办法  降低填充速率  增大浇口尺寸  壁厚过渡平缓 应力痕 34 应力痕案例一 1.390mm 0.795mm 孔两侧的壁厚不 一致，结构造成的应 力痕 优化前 207.8cm/s 120.5cm/s 35 0.795mm 0.795mm 使孔两边的壁厚均匀 67.65cm/s 75.32cm/s 36 填充阶段缺陷：  短射  滞留  熔接痕  气穴  应力痕 保压、冷却阶段缺陷：  缩印  冷却不均  翘曲变形 缺陷产生的注塑阶段 37 冷却 冷却液温度（Weld line) 定义：冷却回路内冷却液的温度 要求：同一条水路进、出口温差 不超过3度。 零件表面温度 （Temperature part) 定义：显示零件/模具界面零件 侧整个冷却周期内的平均 温度。 要求：温度均匀，动、定模温差 小于10°C。 38 1、冷却不均产生的影响： 产品冷却过程中，由于模具动、定模侧温度差异，冷却速率不同，产品向温度低的一侧 收缩。 Hot Side Cold Side 2、材料收缩产生的影响： 产品不同区域壁厚，由于冷却的快慢不同，收缩量也是有差异的。壁厚大的地方 收缩量大，壁厚薄的地方收缩量小。 翘曲 翘曲变形产生原因 39 3、分子取向产生的影响： （1) 对于非填充材料：沿料流方向收缩大，垂直于料流方向收缩小。 （2) 对于含玻纤的材料：垂直于纤维取向方向的收缩量大，平行于纤维取向方向的收 缩量小 4、角落效应产生的影响： 对于深盒产品，由于型芯处的热量聚集，产品有向内凹的趋势。 40 解决办法  调整保压参数；  优化产品设计；  优化水路设计；  调整浇口位置；  预变形； Moldflow识别指标  首先分析产品结构和材料。  识别影响翘曲的最大原因。  冷却不均造成的翘曲比重最大： 检查产品表面温度（Temperature, Part)指标 动定模的温差是否过大；  收缩不均造成的翘曲比重最大： 检查顶出时的体积收缩率；  分析取向造成的翘曲比重最大： 检查平均速度（Average velocity)中的分子取 向。  建议：翘曲变形量<模具材料收缩率＋公差带 41  分析产品厚度：产品中间4mm，边缘2mm；  产品材料：PA66+15%玻纤；  零件实际翘曲变形：厚度方向上变形为6mm，中间下塌，两端翘起； １、分析产品结构 翘曲案例 42 Z方向上整体变形：4.9mm ２、识别翘曲的主要原因 收缩不均引起的翘曲变形： 18.7mm，与总变形趋势一致。 43 玻纤取向引起的翘曲变形为10mm， 变形方向相方，起变形补偿作用； 角落效应引起的为：3.8mm，变形方 向相方，起变形补偿作用； 结论：只要降低收缩变形的差异就能降低总的翘曲变形。 44 整改方案 关于小区消防整改方案关于小区消防整改方案消防问题整改方案作风整顿个人整改方案义务教育质量监测整改方案 一：调整保压曲线 体积收缩 率整改前 体积收缩 率整改后 Z向翘曲变形 变为0.94mm 45 整改方案二：背面加筋 Z向翘曲变形变为0.56mm 46 最终方案确认：方案1 更改前注塑工艺卡 一段式保压 更改前注塑工艺卡 两段式保压 最终产品翘曲变形由6mm将为1mm 47 速度 压力 温度 均衡 收缩 Moldflow报告问题识别和改进方法 流动平衡 速度均匀 注射压力适中 保压梯度设置 料流前锋温度均匀 冷却温度均匀 顶出时的体积 收缩均匀 48 需要改吗？ 怎么更改？ A A A－A 49 Q&A