外文翻譯--立體光照成型的注塑模具工藝的綜合模擬 中文版【優(yōu)秀】.doc

立體光照成型的注塑模具工藝的綜合模擬摘要功能性零部件都需要設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試，車間試驗(yàn)，客戶評(píng)價(jià)，以及生產(chǎn)計(jì)劃。在小批量生產(chǎn)零件的時(shí)候，通過消除多重步驟，建立了有快速成型形成的注塑模具，這種方法可以保證縮短時(shí)間和節(jié)約成本。這種潛在的一體化由快速成型形成注塑模具的方法已經(jīng)被多次證明是可行的。無論是模具設(shè)計(jì)還是注塑成型的過程中，缺少的是對(duì)如何修改這個(gè)模具材料和快速成型制造過程的影響有最根本的認(rèn)識(shí)。此外，數(shù)字模擬技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為模具設(shè)計(jì)工程師和工藝工程師開注塑模具的有用的工具。但目前所有的做常規(guī)注塑模具的模擬包已經(jīng)不再適合這種新型的注塑模具，這主要是因?yàn)槟＞卟牧系某杀咀兓艽?。在本文中，以完成特定的?shù)字模擬注塑液塑造成快速成型模具的綜合方法已經(jīng)發(fā)明出來了，而且還建立了相應(yīng)的模擬系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，目前這個(gè)方法非常適合處理快速成型模具中的問題。關(guān)鍵詞注塑成型,數(shù)字模擬,快速成型引言在注塑成型中，聚合物熔體在高溫和高壓下進(jìn)入模具中。因此，模具的材料需要有足夠的熱性能和機(jī)械性能來經(jīng)受高溫和高壓的塑造循環(huán)。許多研究的焦點(diǎn)都是直接有快速成型形成注塑模具的過程。在生產(chǎn)小批量零件的時(shí)候，通過消除多重步驟，直接由快速成型形成的注塑模具可以保證縮短時(shí)間和節(jié)約成本。這種潛在的有快速成型形成注塑模具的方法已經(jīng)被證明成功了?？焖俪尚湍＞咴谛阅苌鲜怯袆e與傳統(tǒng)的金屬模具。主要差異是導(dǎo)熱性能和彈性模量（剛性）。舉例來說，在立體光照成型模具中的聚合物的導(dǎo)熱率小于鋁制的工具的千分之一。在用快速成型技術(shù)來制造鑄模時(shí)，整個(gè)模具設(shè)計(jì)和注塑成型工藝參數(shù)都需要修改和優(yōu)化，傳統(tǒng)的方法是改變徹底的刀具材料不過，目前還沒有對(duì)如何修改這個(gè)模具材料的方法有根本的了解在當(dāng)前的模具中，僅僅改變一些材料的性能是不能得到一個(gè)合理的結(jié)果的。同樣，使用傳統(tǒng)方法的時(shí)候，實(shí)際生產(chǎn)的零件也會(huì)有出先次品。因此，研究出一個(gè)快速成型過程，材料和注塑模具之間的互動(dòng)關(guān)系是非?；鸺钡?。這樣就可以確定模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和快速模具的注塑的技術(shù)。此外，計(jì)算機(jī)模擬是一種預(yù)測模塑件的質(zhì)量的有效的方法。目前，商用仿真軟件包已經(jīng)成為模具設(shè)計(jì)師和工藝工程師在注塑過程中例行性的工具。不幸的是，目前常規(guī)注塑成型的模擬程序已經(jīng)不再適用于這個(gè)快速成型模具，因?yàn)樗鼧O大的需要不同的刀具材料。例如，利用現(xiàn)在的仿真軟件在鋁和立體光照模具之間做個(gè)實(shí)驗(yàn)比較一下，雖然鋁模具模擬植的部分失真是合理的，但是結(jié)果是不可以接受的，因?yàn)檎`差超過了百分之五十。在注塑成型中，失真主要是由于塑料零件的收縮和翹曲，模具也是一樣的。對(duì)于通常模具，失真的主要因素是塑料件的收縮和翹曲，這個(gè)在目前的模擬中能測試準(zhǔn)確。但是對(duì)于快速成型模具，潛在的失真會(huì)更多，在當(dāng)前的測試中，其中就會(huì)有些失真會(huì)被忽視。例如，用一個(gè)簡單的三步驟模擬分析模具變形的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)很多偏差。在本文中，基于以上分析，一個(gè)新的快速成型模具的仿真系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)出來了。擬議制度著重于預(yù)測部分失真，主要是用與預(yù)測快速成型模具的缺陷。先進(jìn)的仿真系統(tǒng)可以用于預(yù)測快速成型模具設(shè)計(jì)和工藝是否最合理。我們的仿真系統(tǒng)已經(jīng)被我們的實(shí)驗(yàn)證明是沒有錯(cuò)誤的。雖然有很多材料可以用于快速成型技術(shù)，但是我們還是專注于利用立體光照模具的技術(shù)來制造聚合物模具立體光照成型的過程是利用激光能量一層一層建立零件的部分。使用立體光照則可以體現(xiàn)出雙方在快速成型工業(yè)的商業(yè)優(yōu)勢(shì)，而且在以后也可以生產(chǎn)出準(zhǔn)確的，高品質(zhì)的零部件。直到最近，立體光照主要是用于建立物理模型，為了檢查視覺效果，僅僅只利用了它的一點(diǎn)點(diǎn)功能。不過，新一代的立體光照的光改善了立體化，機(jī)械性能，熱學(xué)性能，所以它可以更好的應(yīng)用于實(shí)際的模具中。2綜合仿真的成型過程2.1方法為了在注塑成型過程中模擬立體光照模具的功能，反復(fù)的試驗(yàn)中得到了一個(gè)方法。不同的軟件組已經(jīng)開發(fā)出來了，而且也已經(jīng)做到了這一點(diǎn)。主要的假設(shè)是，溫度和負(fù)載邊界條件造成立體光照模具的扭曲，仿真步驟如下：部分幾何模型則作為一個(gè)實(shí)體模型，這將通過流量分析軟件包被翻譯到一個(gè)文件中。模擬光聚合物模具中熔融體填充的過程，然后輸出溫度和壓力的資料。在前一步獲得了熱負(fù)荷和邊界條件，然后對(duì)光模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，其中失真的計(jì)算是在該注塑過程中進(jìn)行的。如果模具的扭曲收斂了，那么直接進(jìn)行下一步否則，扭曲的型腔（改動(dòng)扭曲后的型腔的尺寸）返回第二個(gè)步驟，以熔體形式模擬注入扭曲的模具中。然后注射成型零件的收縮和翹曲模擬就開始應(yīng)用了，算出該成型零件最終的扭曲部分上述的模擬流動(dòng)中，基本上是三個(gè)仿真模塊。2.2充型模擬的熔體2.2.1數(shù)字建模計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)能成功的預(yù)測到在極其復(fù)雜的幾何形狀下的填充情況。然而，目前大多數(shù)字模擬是基于一種混合有限元和有限差的中性平面上的。模擬軟件包的應(yīng)用過程基于這一模型說明圖。然而，不同與系統(tǒng)中模具設(shè)計(jì)中的表面實(shí)體模型，這里所謂的中性平面（如圖所示，圖）是一個(gè)假想的在中間型腔中有距離和方向的一個(gè)平面，這個(gè)平面可能會(huì)在應(yīng)用的過程中帶來很大的不便。舉例來說，模具表面常用于目前的快速成型系統(tǒng)中（通常是格式），所以當(dāng)用模擬軟件包的時(shí)候，第二次建模是不可避免的。那是因?yàn)槟Ｐ驮诳焖俪尚拖到y(tǒng)和仿真系統(tǒng)中是不一樣的。考慮到這些缺點(diǎn)，在模擬系統(tǒng)中，型腔的表面將以基準(zhǔn)面來引入，而不是中性平面。根據(jù)以往的調(diào)查，流量和溫度場的方程式可以寫為：X,Y是中性平面坐標(biāo)系中的兩個(gè)平面，是高度坐標(biāo)，是，方向上的速度，是整體的平均厚度，,CP(T),K(T)分別表示聚合物的粘性，密度，周期熱，熱導(dǎo)率。圖是中性平面的模擬程序是維表面模型，是中性平面模型，是網(wǎng)狀的平面模型，是最后的模擬結(jié)果此外，在高度方向上的邊界條件的誤差可以表示為：正如圖中的中表示，TW是恒壁溫度.結(jié)合方程和方程，表明了u,v,T,P在坐標(biāo)上面應(yīng)該是對(duì)稱的，因此在上半個(gè)高度中的平均u,v應(yīng)該和整個(gè)高度中的平均u,v是一樣的。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們可以把整個(gè)型腔在上下高度上分為兩個(gè)部分，正如圖中的第一部分和第二部分。同時(shí)，型腔（如圖）表面產(chǎn)生的三角有限元將替代了中性平面（如圖）。因此，在高度方向上的有限元誤差僅僅限于型腔表面，正如圖所示，高度上的誤差將從到。這是中性平面上的單一性。此外，從圖到圖，坐標(biāo)也隨之改變了。為了配合上述調(diào)整，方程仍是用方程。然而，原來的邊界條件高度方向則改寫為：與此同時(shí)，為了保持在同一坐標(biāo)（）上的兩部分能夠流動(dòng)，那么更多的邊界條件必須滿足。下標(biāo)I和II則分別代表第一部分和第二部分的參數(shù)Cm-I和Cm-II則表示在填充階段中分開的兩個(gè)表面上的自由移動(dòng)的熔融線。應(yīng)該指出的是，方程與和方程與不同，和在數(shù)字模擬過程中將變的更難，主要原因是以下幾點(diǎn)：同一個(gè)斷層的表面都已經(jīng)都已經(jīng)有著特殊的網(wǎng)格，這將導(dǎo)致同一層上的獨(dú)特的格局因此，在比較兩個(gè)熔接口的時(shí)候，應(yīng)該計(jì)算出各自的u,v,T,P。因?yàn)閮蓚€(gè)部分都有各自的流道通向節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)（如圖所示）在同一段中，有可能兩個(gè)都充滿，也有可能一個(gè)滿，一個(gè)空這兩個(gè)情況應(yīng)該分開處理，應(yīng)該平均流動(dòng)，使后者也分配到流動(dòng)。這意味著在