MoldFlow軟件塑料制品翹曲分析及應(yīng)用

1、MoldFlow軟件塑料制品翹曲分析及應(yīng)用發(fā)布：2008-5-28 16:11:11 來(lái)源:模具網(wǎng) 瀏覽53 次 編輯：佚名newmaker 模具網(wǎng) 一 翹曲產(chǎn)生的原因1 翹曲分類Moldflow MPI/WARP模塊把翹曲分為兩種形式，見圖1。1）穩(wěn)定翹曲（圖1a）：翹曲變形與收縮應(yīng)變成正比。2）非穩(wěn)定翹曲（圖1b）：翹曲變形是由于制品彎曲而產(chǎn)生的。在這種情況下，收縮應(yīng)變表現(xiàn)為平面應(yīng)變，由于平面應(yīng)變過大導(dǎo)致制品失穩(wěn)而彎曲。一般這種翹曲變形很大。2 翹曲產(chǎn)生的原因注塑過程中，翹曲是由于制品收縮率不均勻而產(chǎn)生的。收縮率不均勻表現(xiàn)在以下幾方面：1）制品不同部位的收縮率不一樣；2）沿制品厚度方向收縮

2、率不同；3）與分子取向平行和垂直方向的收縮率不同。MPI/WARP把翹曲產(chǎn)生的原因歸結(jié)為以下三點(diǎn)：1）冷卻不均勻；2）收縮不均勻；3）分子取向不一致。因此，MPI/WARP模塊的主要目的是確定制品翹曲變形的結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求，如果不能滿足設(shè)計(jì)要求，給出產(chǎn)生翹曲的主要原因。二 翹曲分析步驟1 分析流程的確定進(jìn)行翹曲分析之前，冷卻、流動(dòng)分析必須已經(jīng)完成。在選擇分析流程時(shí)（菜單命令A(yù)nalysis下的Set Analysis Sequence命令）,有兩種分析流程Cool-Flow-Warp (簡(jiǎn)稱CFW)和Flow-Cool-Flow-Warp (簡(jiǎn)稱FCFW)。CFW在進(jìn)行冷卻分析時(shí)假設(shè)熔體的

3、前沿溫度不變，而FCFW在進(jìn)行流動(dòng)分析時(shí)假設(shè)模壁溫度不變。對(duì)于翹曲分析，假設(shè)熔體的前沿溫度不變計(jì)算的結(jié)果更精確，所以，最好選擇Cool-FlowWarp分析流程。2 FUSION模型分析步驟對(duì)于FUSION網(wǎng)格模型，MPI/WARP還不能進(jìn)行彎曲分析，所以分析非常簡(jiǎn)單，選擇Cool-Flow-Warp分析流程后，在設(shè)置工藝參數(shù)（菜單命令A(yù)nalysis下的Process Settings命令）的第三步，選取Isolate cause of warpage選項(xiàng)，該選項(xiàng)的作用是判斷產(chǎn)生翹曲變形的主要原因。如果網(wǎng)格數(shù)量大于50000個(gè)，選取Use iterative solver選項(xiàng)，可顯著減少計(jì)算

4、時(shí)間。有一FUSION模型如圖2所示，采用三條冷卻水道。設(shè)計(jì)要求是：與地面接觸的邊變形小于1.0 mm，如果達(dá)不到這個(gè)要求，這條邊的中點(diǎn)必須與地面接觸；手柄與底板的平行度小于1.5 mm。分析結(jié)果如圖3所示。從分析結(jié)果可看出，該制品的變形不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，尤其是手柄部分。而產(chǎn)生翹曲變形的主要原因是冷卻不均勻，因?yàn)槔鋮s不均勻產(chǎn)生的翹曲變形達(dá)到了5.3mm，所以，對(duì)于這個(gè)制品，為減少翹曲變形，首先應(yīng)考慮優(yōu)化冷卻水道的布置。3 MIDPLANE模型分析步驟對(duì)于Midplane網(wǎng)格模型，在工藝參數(shù)設(shè)置第三步，有四種翹曲分析模型可供選擇，首先選擇Automatic判斷制品是否彎曲，如果制品沒有彎曲，則選

5、擇Small Deflection；如果制品產(chǎn)生彎曲，則選擇Bucking。下面以圖4的模型來(lái)說明，采用熱流道，兩條冷卻水道，設(shè)計(jì)要求托盤底部四個(gè)角必須在同一平面，且底部向上翹曲小于1.5 mm。分析步驟如下：1）選擇分析流程Cool - Flow - Warp；2）設(shè)置工藝參數(shù)，在第三步，選擇Warpage analysis type為Automatic；3）在屏幕輸出文件靠近結(jié)尾處，查找圖5所示的參數(shù)（Eigenvalue lambda）。如果沒有輸出，則制品沒有產(chǎn)生彎曲；如果屏幕文件輸出了值，則以大于0的值為判斷標(biāo)準(zhǔn)，<1，則產(chǎn)生彎曲，否則沒有產(chǎn)生彎曲，此例，20.86,小于1，所

6、以制品產(chǎn)生彎曲。分析結(jié)果如圖6所示，不能滿足設(shè)計(jì)要求。4）如果產(chǎn)生彎曲，則用Bucking模型再次進(jìn)行翹曲分析。確保Isolate cause of warpage選項(xiàng)被選中。在屏幕輸出文件靠近結(jié)尾處，查找圖7結(jié)果。這個(gè)結(jié)果說明產(chǎn)生翹曲的三種原因哪個(gè)起主要作用，以第三項(xiàng)Sensitivity值為判斷標(biāo)準(zhǔn)，值最大的為主要原因。此例，Differential Orientation的Sensitivity值最大，說明制品翹曲變形主要是由于分子取向不均勻引起的。5）如果沒有產(chǎn)生彎曲變形，則以Small Deflection模型再次進(jìn)行翹曲分析，確保Isolate cause of warpage選項(xiàng)

7、被選中。分析結(jié)果判斷同F(xiàn)USION網(wǎng)格模型。從上面的分析可看出，如果對(duì)塑料制品的翹曲變形非常嚴(yán)格，進(jìn)行翹曲分析時(shí)，最好采用MIDPLANE網(wǎng)格模型，分析結(jié)果更精確。三 翹曲變形的改善根據(jù)翹曲分析的結(jié)果，應(yīng)采取相應(yīng)的措施減小翹曲變形以達(dá)到制品的設(shè)計(jì)要求。1分子取向不均勻1）確定合理的注塑工藝參數(shù)：在允許的范圍內(nèi)，適當(dāng)提高注塑溫度和注射速度。對(duì)圖4 的制品，注射時(shí)間減小0.2秒，注塑溫度提高10度，分析結(jié)果如圖8所示，翹曲變形由原來(lái)的10mm減少到4.3mm，效果非常明顯。2）適當(dāng)減小或增大制品局部地方的壁厚，特別是設(shè)置澆口的地方。3）改變澆口位置及形狀，如多澆口進(jìn)料，把中心澆口改為側(cè)澆口，采用扇 圖8 優(yōu)化注塑參數(shù)的翹曲變形等。2 收縮不均勻1） 優(yōu)化保壓參數(shù)，把單一壓力保壓改為分段保壓效果明顯。2）盡量使制品壁厚均勻，這與前面改善分子取向不均勻的措施矛盾，所以需要具體情況具體分析。3 冷卻不均勻1）合理設(shè)計(jì)冷卻水道，對(duì)于復(fù)雜的型芯、型腔最好采取特殊的冷卻方式，如采用鑲塊。2）確保冷卻液在冷卻道中保持紊流狀態(tài)，進(jìn)出口冷卻液的溫差小于3度?？傊?，為減小翹曲變形而采取的措施應(yīng)保證不會(huì)產(chǎn)生其它缺陷，如熔接痕等。在