第六章 模流分析结果详解第六章 模流分析结果详解

61 61 分析结果类型分析结果类型62 62 填充分析63 冷却分析64 保压分析65 翘曲分析66 成型工艺条件 (Molding Window) 分析67 分析优化

61 61 分析结果类型分析结果类型

611 单一数据结果612 中间数据结果613 中间剖面结果614 XY 图

611611 单一数据结果在填充或保压过程中只记录单一数值结果其结果按节点或网格单元的数值进行存储其动画只显示从最大到最小值包括

bull 填充时间（ Fill time ）bull 料流前锋温度（ Temperature at flow front ）bull 填充结束时刻的加权平均温度 (Bulk temperature )bull 填充结束时的凝固层系数 (Frozen layer fraction )bull 胶料来源（ Grow from)bull 填充结束时刻的压力 (Pressure )bull 收缩指数（ Sink Index)bull 凝固时间（ Time to freeze ）bull 顶出时刻的体积收缩（ Volumetric shrinkage ）

612 中间数据记录填充和保压过程中的多个时刻的结果默认设置是在填充阶段和保压阶段各记录 20 个数据点可设置的中间结果的数量范围为 0 到 100 默认下中间结果的动画播放方式是以时间来控制 bull 压力 （ Pressure ）bull 平均速度（ Average velocity ）bull 加权平均温度（ Bulk temperature ）bull 凝固层系数（ Frozen layer fraction ）bull 加权平均的剪切速读（ Shear rate bulk ）bull 在模壁上的剪切应力（ Shear stress at wall ）bull 体积收缩（ Volumetric shrinkage ）bull 平均玻纤取向（ Average fiber orientation ）

613 中间剖面结果bull 剖面结果储存了胶料经过区域沿厚度方向的数值

因为它也是中间数据结果所以在填充和报压的过程中胶料所经区域的信息也是存储的几个时间点的数据在缺省状态下是不保存剖面的信息的

bull 在高级设置里的求解参数设置中可以分别设置填充和保压分析的剖面结果记录剖次数最多可以设置成 20 最初的随时间播放的动画显示的是法向厚度为 0 的剖面层的结果中间剖面结果包括 bull 剪切速度（ Shear rate ）bull 温度（ Temperature ）bull 速度（ Velocity ）

614 XY 图X-Y 图是两维图在一个周期里一个值随着另外一个值而改变都可以用 X-Y 图来表示

bull 锁模力（ Clamp force XY plot ）bull 射出胶料重量的百分比（ Show weight XY Plot ）bull 进胶口出的压力（ Pressure at injection location XY Plot ）bull 推荐的螺杆速度（ Recommended ram speed XY Plot ）要将中间结果制成 X-Y 图需要重新创建该结果当创建时要将类型指定为 X-Y 图通过鼠标选定或手工指定节点或单元的号码来重新创建想要的 X-Y 图

62 填充分析

选择成型材料设定进料位置及模温和料温进行填充模拟分析

621 填充时间 Fill Time

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况 整个填充过程从图中可以得到塑料流过每一点的时间蓝色为最后填充处

作用预估填充所需时间预测最后填充处填充是否平衡无滞流现象等

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

61 61 分析结果类型分析结果类型

611 单一数据结果612 中间数据结果613 中间剖面结果614 XY 图

611611 单一数据结果在填充或保压过程中只记录单一数值结果其结果按节点或网格单元的数值进行存储其动画只显示从最大到最小值包括

bull 填充时间（ Fill time ）bull 料流前锋温度（ Temperature at flow front ）bull 填充结束时刻的加权平均温度 (Bulk temperature )bull 填充结束时的凝固层系数 (Frozen layer fraction )bull 胶料来源（ Grow from)bull 填充结束时刻的压力 (Pressure )bull 收缩指数（ Sink Index)bull 凝固时间（ Time to freeze ）bull 顶出时刻的体积收缩（ Volumetric shrinkage ）

612 中间数据记录填充和保压过程中的多个时刻的结果默认设置是在填充阶段和保压阶段各记录 20 个数据点可设置的中间结果的数量范围为 0 到 100 默认下中间结果的动画播放方式是以时间来控制 bull 压力 （ Pressure ）bull 平均速度（ Average velocity ）bull 加权平均温度（ Bulk temperature ）bull 凝固层系数（ Frozen layer fraction ）bull 加权平均的剪切速读（ Shear rate bulk ）bull 在模壁上的剪切应力（ Shear stress at wall ）bull 体积收缩（ Volumetric shrinkage ）bull 平均玻纤取向（ Average fiber orientation ）

613 中间剖面结果bull 剖面结果储存了胶料经过区域沿厚度方向的数值

因为它也是中间数据结果所以在填充和报压的过程中胶料所经区域的信息也是存储的几个时间点的数据在缺省状态下是不保存剖面的信息的

bull 在高级设置里的求解参数设置中可以分别设置填充和保压分析的剖面结果记录剖次数最多可以设置成 20 最初的随时间播放的动画显示的是法向厚度为 0 的剖面层的结果中间剖面结果包括 bull 剪切速度（ Shear rate ）bull 温度（ Temperature ）bull 速度（ Velocity ）

614 XY 图X-Y 图是两维图在一个周期里一个值随着另外一个值而改变都可以用 X-Y 图来表示

bull 锁模力（ Clamp force XY plot ）bull 射出胶料重量的百分比（ Show weight XY Plot ）bull 进胶口出的压力（ Pressure at injection location XY Plot ）bull 推荐的螺杆速度（ Recommended ram speed XY Plot ）要将中间结果制成 X-Y 图需要重新创建该结果当创建时要将类型指定为 X-Y 图通过鼠标选定或手工指定节点或单元的号码来重新创建想要的 X-Y 图

62 填充分析

选择成型材料设定进料位置及模温和料温进行填充模拟分析

621 填充时间 Fill Time

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况 整个填充过程从图中可以得到塑料流过每一点的时间蓝色为最后填充处

作用预估填充所需时间预测最后填充处填充是否平衡无滞流现象等

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

611611 单一数据结果在填充或保压过程中只记录单一数值结果其结果按节点或网格单元的数值进行存储其动画只显示从最大到最小值包括

bull 填充时间（ Fill time ）bull 料流前锋温度（ Temperature at flow front ）bull 填充结束时刻的加权平均温度 (Bulk temperature )bull 填充结束时的凝固层系数 (Frozen layer fraction )bull 胶料来源（ Grow from)bull 填充结束时刻的压力 (Pressure )bull 收缩指数（ Sink Index)bull 凝固时间（ Time to freeze ）bull 顶出时刻的体积收缩（ Volumetric shrinkage ）

612 中间数据记录填充和保压过程中的多个时刻的结果默认设置是在填充阶段和保压阶段各记录 20 个数据点可设置的中间结果的数量范围为 0 到 100 默认下中间结果的动画播放方式是以时间来控制 bull 压力 （ Pressure ）bull 平均速度（ Average velocity ）bull 加权平均温度（ Bulk temperature ）bull 凝固层系数（ Frozen layer fraction ）bull 加权平均的剪切速读（ Shear rate bulk ）bull 在模壁上的剪切应力（ Shear stress at wall ）bull 体积收缩（ Volumetric shrinkage ）bull 平均玻纤取向（ Average fiber orientation ）

613 中间剖面结果bull 剖面结果储存了胶料经过区域沿厚度方向的数值

因为它也是中间数据结果所以在填充和报压的过程中胶料所经区域的信息也是存储的几个时间点的数据在缺省状态下是不保存剖面的信息的

bull 在高级设置里的求解参数设置中可以分别设置填充和保压分析的剖面结果记录剖次数最多可以设置成 20 最初的随时间播放的动画显示的是法向厚度为 0 的剖面层的结果中间剖面结果包括 bull 剪切速度（ Shear rate ）bull 温度（ Temperature ）bull 速度（ Velocity ）

614 XY 图X-Y 图是两维图在一个周期里一个值随着另外一个值而改变都可以用 X-Y 图来表示

bull 锁模力（ Clamp force XY plot ）bull 射出胶料重量的百分比（ Show weight XY Plot ）bull 进胶口出的压力（ Pressure at injection location XY Plot ）bull 推荐的螺杆速度（ Recommended ram speed XY Plot ）要将中间结果制成 X-Y 图需要重新创建该结果当创建时要将类型指定为 X-Y 图通过鼠标选定或手工指定节点或单元的号码来重新创建想要的 X-Y 图

62 填充分析

选择成型材料设定进料位置及模温和料温进行填充模拟分析

621 填充时间 Fill Time

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况 整个填充过程从图中可以得到塑料流过每一点的时间蓝色为最后填充处

作用预估填充所需时间预测最后填充处填充是否平衡无滞流现象等

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

612 中间数据记录填充和保压过程中的多个时刻的结果默认设置是在填充阶段和保压阶段各记录 20 个数据点可设置的中间结果的数量范围为 0 到 100 默认下中间结果的动画播放方式是以时间来控制 bull 压力 （ Pressure ）bull 平均速度（ Average velocity ）bull 加权平均温度（ Bulk temperature ）bull 凝固层系数（ Frozen layer fraction ）bull 加权平均的剪切速读（ Shear rate bulk ）bull 在模壁上的剪切应力（ Shear stress at wall ）bull 体积收缩（ Volumetric shrinkage ）bull 平均玻纤取向（ Average fiber orientation ）

613 中间剖面结果bull 剖面结果储存了胶料经过区域沿厚度方向的数值

因为它也是中间数据结果所以在填充和报压的过程中胶料所经区域的信息也是存储的几个时间点的数据在缺省状态下是不保存剖面的信息的

bull 在高级设置里的求解参数设置中可以分别设置填充和保压分析的剖面结果记录剖次数最多可以设置成 20 最初的随时间播放的动画显示的是法向厚度为 0 的剖面层的结果中间剖面结果包括 bull 剪切速度（ Shear rate ）bull 温度（ Temperature ）bull 速度（ Velocity ）

614 XY 图X-Y 图是两维图在一个周期里一个值随着另外一个值而改变都可以用 X-Y 图来表示

bull 锁模力（ Clamp force XY plot ）bull 射出胶料重量的百分比（ Show weight XY Plot ）bull 进胶口出的压力（ Pressure at injection location XY Plot ）bull 推荐的螺杆速度（ Recommended ram speed XY Plot ）要将中间结果制成 X-Y 图需要重新创建该结果当创建时要将类型指定为 X-Y 图通过鼠标选定或手工指定节点或单元的号码来重新创建想要的 X-Y 图

62 填充分析

选择成型材料设定进料位置及模温和料温进行填充模拟分析

621 填充时间 Fill Time

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况 整个填充过程从图中可以得到塑料流过每一点的时间蓝色为最后填充处

作用预估填充所需时间预测最后填充处填充是否平衡无滞流现象等

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

613 中间剖面结果bull 剖面结果储存了胶料经过区域沿厚度方向的数值

因为它也是中间数据结果所以在填充和报压的过程中胶料所经区域的信息也是存储的几个时间点的数据在缺省状态下是不保存剖面的信息的

bull 在高级设置里的求解参数设置中可以分别设置填充和保压分析的剖面结果记录剖次数最多可以设置成 20 最初的随时间播放的动画显示的是法向厚度为 0 的剖面层的结果中间剖面结果包括 bull 剪切速度（ Shear rate ）bull 温度（ Temperature ）bull 速度（ Velocity ）

614 XY 图X-Y 图是两维图在一个周期里一个值随着另外一个值而改变都可以用 X-Y 图来表示

bull 锁模力（ Clamp force XY plot ）bull 射出胶料重量的百分比（ Show weight XY Plot ）bull 进胶口出的压力（ Pressure at injection location XY Plot ）bull 推荐的螺杆速度（ Recommended ram speed XY Plot ）要将中间结果制成 X-Y 图需要重新创建该结果当创建时要将类型指定为 X-Y 图通过鼠标选定或手工指定节点或单元的号码来重新创建想要的 X-Y 图

62 填充分析

选择成型材料设定进料位置及模温和料温进行填充模拟分析

621 填充时间 Fill Time

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况 整个填充过程从图中可以得到塑料流过每一点的时间蓝色为最后填充处

作用预估填充所需时间预测最后填充处填充是否平衡无滞流现象等

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

614 XY 图X-Y 图是两维图在一个周期里一个值随着另外一个值而改变都可以用 X-Y 图来表示

bull 锁模力（ Clamp force XY plot ）bull 射出胶料重量的百分比（ Show weight XY Plot ）bull 进胶口出的压力（ Pressure at injection location XY Plot ）bull 推荐的螺杆速度（ Recommended ram speed XY Plot ）要将中间结果制成 X-Y 图需要重新创建该结果当创建时要将类型指定为 X-Y 图通过鼠标选定或手工指定节点或单元的号码来重新创建想要的 X-Y 图

62 填充分析

选择成型材料设定进料位置及模温和料温进行填充模拟分析

621 填充时间 Fill Time

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况 整个填充过程从图中可以得到塑料流过每一点的时间蓝色为最后填充处

作用预估填充所需时间预测最后填充处填充是否平衡无滞流现象等

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

62 填充分析

选择成型材料设定进料位置及模温和料温进行填充模拟分析

621 填充时间 Fill Time

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况 整个填充过程从图中可以得到塑料流过每一点的时间蓝色为最后填充处

作用预估填充所需时间预测最后填充处填充是否平衡无滞流现象等

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

621 填充时间 Fill Time

充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况 整个填充过程从图中可以得到塑料流过每一点的时间蓝色为最后填充处

作用预估填充所需时间预测最后填充处填充是否平衡无滞流现象等

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

622 填充压力 Pressure

填充结束时模型各点的压力蓝色为最低压力红色为最高压力

作用查看填充过程中所需的最大压力以此压力为参考值来设置成型工艺参数和选择成型机规格

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

623 填充温度 Temperature

填充结束时模型各点的温度蓝色为最低温度红色为最高温度

作用查看温度是否超出塑料的成型温度范围温度过低会降低塑料的流动性产生短射或滞流温度过高会使塑料发生裂解影响产品质量

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

624 注射位置压力 XY 图 通过注射位置压力的XY 图可看到压力的变化情况熔体被注入型腔后压力持续增高若压力出现尖峰（通常在充模快结束时）表明制件没有很好达到平衡充模或者由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

625 熔接线 Weld Lines

左图圆圈中紫色线条显示的是熔接线位置

作用预测熔接线位置避免熔接线影响外观或降低强度通过调整浇注系统来改变熔接线位置控制波前对接角度和温度也可以控制熔接处的质量

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

626 气泡 Air Traps

左图紫色圆点显示 的是气泡可能出现的位置

作用预测气泡位置避免在产品内部形成气泡甚至烧伤在可能出现气泡的地方做好排气

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

63 63 冷却分析冷却分析

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

63 冷却分析

选 择 冷 却 模 型 设定 冷 却液种类温度 及 流 速 进 行 冷却模拟分析

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

631 外表面温度 Top Temperature

左图 为 产 品 外表 面 温 度 分布

作用查看定模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

632 内表面温度 Bottom Temperature

左图为产品内表面温度分布

作用查看动模侧冷却系统的冷却效果有无过高或过低温度

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

633 内外表面温度差 Temp Difference

左图为产品内外表面温度差

作用查看产品内外侧的温度差温差越小产品质量越高根据温差调整冷却系统

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

634 冷却的影响

bull 产品品质ndash 表面光洁度ndash 残余应力ndash 结晶度ndash 热弯曲1048707

bull 生产成本ndash 顶出温度ndash 循环时间

冷却合理

冷却不佳

质量好成型快

质量差成型慢

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

bull 模温增加冷却时间增加

模具温度

冷却时间

2mm 厚 200mm长的产品以中间范围的料温和 1s时间注射

模具温度与冷却时间

634 冷却的影响

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

634 冷却的影响辐射散热 对流散热

热量散失到模板上

热量由熔融塑料带入

热量从冷却水路传入或传出

在注射成型中的热量传递

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

634 冷却的影响

1 塑料到模腔壁的热传导2 模腔壁到水管壁的热传导3水管壁到冷却介质的热传导

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

635 影响冷却系统性能的参数

bull 模具材料热特性 比热导热性bull 料温和模温之间的温度梯度bull 塑料和模腔壁间接触的质量保证良好的接触

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

冷却液流动率与热交换

冷却液水 金属界面

塑料 金属界面

塑料

层流（ Relt2300 ）的温度梯度

紊流（ Regt2300 ）的温度梯度

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

散热

bull有效的散热bull 水路出水温度比入水温度高 2-3 以内bull 水管壁温度比入水温度高 5 以内

bull 应该能足够有效以使水路的布置成为控制因素

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

636 冷却水路设计bull 冷却水路设置要使冷却效果均匀

bull 靠近热量较多处bull 远离热量较少处

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 水管与产品表面的距离bull 相邻水管的距离

不均匀散热 均匀散热

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置bull 冷却水路的长度bull 哪个设计较好 B 还

是 C bull B 受压力限制bull C 若用软管连接中间

的 Out 和 In 会受流速的限制可能比B 需要更高的压力

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

636 冷却水路设计

bull水路尺寸及排放位置的特殊结构bull Baffles隔板

bull Bubblers喷泉

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

636 冷却水路设计

bull 优点流速均匀排热均匀

bull 缺点压降高

bull 优点适用于入子四周低压下可达高流速

bull 缺点各分支流速不一样各分支冷却效果不佳易产生污垢

串联水路 并联水路

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

637 冷却液参数

bull Flow rate 流动率bull 影响模具与冷却水之间的对流bull Flow rate 应该足够高以能达到 Reynolds

number （雷诺数） gt 10000bull Reynolds number 是紊流的量度标准大

于 2300才能达到紊流bull 要使水流速率加倍则需要八倍的泵供液量

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

637 冷却液参数

bull Inlet temperature 进水温度bull ndash进水温度由期望得到的模具表面温度来控制bull ndash通常比模具表面温度低 10-20bull ndash将依赖于水路与产品的距离和模具材料的导热性

bull Pressure Drop 压力降bull 在工厂冷却液供给能力下设计水路的压力降bull 压力降直接关系到水路长度水路直径水流速

率

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

637 冷却液参数bull Coolant 冷却液

bull 水塔或城市用水一般 20-25 随季节变化bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可

将水加热到 30 或以上bull 从冷却器 (chiller)获得低至 10 的冷却水bull 在冷却器 (chiller) 里将水和防冻剂

(antifreeze 通常是乙二醇 glycol)混合一般可达到 5

bull 以加热器 (heater) 或循环器 (circulator) 可将油 (Oil) 加热到 80 或以上

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

638 冷却分析结果bull Part Elemental Top 产品凹模面温度bull Part Elemental Bottom 产品凸模模面

温度bull Temperature Difference 凸凹模面温差

bull Percent Frozen 凝固层比率bull Screen output 屏幕输出bull水路相关讯息

bull Flow Rate 流动率bull Reynolds number 雷诺数bull Temperature rise 温升bull Pressure drop 压力降

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

凹模面与凸模面温度

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

凸凹模温差

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

最大温度与平均温度

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

64 保压分析

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

64 保压分析

选 择 保 压 压 力 设定 保 压曲线 进 行保压模拟分析

s

35

MPa

0 13 16 26

保压曲线

保压分析最好在完成了零件的填充优化流道的尺寸优化流道平衡和冷却分析后再进行

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

641 保压参数

bull 保压压力大约是填充压力的 80 可以有较大变化一般为填充压力的 20~80 当然也可以超出该范围

bull 保压压力需小于注塑机的锁模力

保压压力

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

641 保压参数

bull 必须足够长好让浇口凝固这个时间能够从填充分析的冷却时间（ time tofreeze ）结果中估算出来然而由于保压期间的剪切生热这个时间可能会偏小

bull 对于第一次的保压分析可估算一个较大值bull 确定浇口凝固的最好的方法是通过凝固层系数

（ frozen layer fraction ）结果查看浇口什么时候凝固

保压时间

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

642 保压分析结果

左图 显示的 是整个成 型过程 中的凝固 情况 红色的地方先凝固

作用凝固先后直接影响到保压质量及产品的收缩量根据此图相应的调整冷却系统及浇注系统可以得到更好的保压效果

凝固序列 Frozen Time Series

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

体积收缩 Volumetric Shrinkage

左图显示的是各处的体积收缩百分比

作用体积收缩越均匀产品质量越好翘曲量越小收缩不均可能产生局部严重缩水凹痕等缺陷根据图中显示的收缩量相应调整保压曲线可以获得更好的保压效果

642 保压分析结果

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

压力 Pressure

从注塑开始到冷却结束整个过程中的喷嘴处的压力变化曲线最大为 35MPa

作用确定注塑机相关参数

642 保压分析结果

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

锁模力 Clamp Tonnage

从注塑开始到冷却结束整个过程中的锁模力的变化曲线最 大 为 150吨

作用确定所需注塑机的规格

642 保压分析结果

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

643 曲线保压

bull传统保压bull 有 1-2 段恒压bull 2 段时与曲线保压相似bull 当机器没有能力进行曲线保压时

使用bull 如果产品壁厚变化比较大时使用

该保压方法可能是比较好的bull曲线保压

bull 压力随时间而变化

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

曲线保压可达成的效果bull 使产品的体积收缩分布更均匀bull 当塑料冷却凝固时体积收缩由作用于塑料上的压力决定 压力越大收缩越小

bull 在产品上总是存在压力梯度的bull 随时间降低压力一直降到浇口处为零

643 曲线保压

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

643 643 曲线保压曲线保压

bull 当机器有能力时bull 当产品壁厚变化不大时bull 当翘曲很重要时

何时采用曲线保压曲线

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

643 643 曲线保压曲线保压

实际注射时间 实际注射时间

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

bull 最佳化bull 产品填充bull 流道平衡bull 冷却

bull确定初始保压压力bull 以机器最大锁模力的 80 作为保压压力最大值( 公式单位为公制 )

制作保压曲线

643 曲线保压

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

bull 以恒定保压压力运行保压分析bull 初始的保压时间取希望得到的保压时间与冷却时

间的总和bull 此分析确保浇口已经完全凝固bull 如果冷却分析已经运行过在此分析中使用相同

的保压时间与冷却时间的总和

643 曲线保压

制作保压曲线

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

bull 查看结果来绘制曲线bull 初始体积收缩分布从收缩综合报表中取得资料与典型收缩数值做比较

bull 确定恒定压力恒定保压时间压力衰减时间和冷却时间采用以下项目随时间变化的轨迹bull 温度 (temperature)bull 凝固层比率 ( frozen layer) bull 注入点的压力 (pressure of injection location

node)浇口或产品上的 nodes 和 elements 的压力

制作保压曲线

643 曲线保压

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

bull采用衰减的保压压力运行多层保压分析(Multi-laminate packing)

bull检查体积收缩分布bull 对整个产品或产品中的某一部分缩放体积收缩

bull必要时修改保压曲线bull 使用注入点浇口或产品上的 nodes 的压力轨迹调整保压曲线

制作保压曲线

643 曲线保压

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

精确调整 Packing Profilebull 对最后填充区域的调整调整 constant-pressure 持续时间缩短体积收缩 升高

bull 对浇口区域的调整改变压力衰减率变慢体积收缩 降低

bull 对中间填充区域的调整斜坡ldquoSteprdquo衰减率bull增加体积收缩 降低

643 曲线保压

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

65 翘曲分析

设 定翘曲变形参考坐标 进 行翘曲变形模 拟 分 析

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

总体变形 Deflection Total

总的变形量变形分为 X Y Z 三个方向的变形它们三个的矢量和就是总的变形量

作用查看产品的变形情况是否符合要求

651 翘曲分析结果

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

X Y

Z

X Y Z 变形分量 Deflection X Y Z

X 和 Y 方向变形均匀不会引起翘曲 Z 方向变形不均翘曲主要发生在 Z 方向上

651 翘曲分析结果

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

Z 变形原因 Deflection Z

翘曲主要是由于冷却不均保压不良及分子取向引起的根据翘曲方向和翘曲量有针对性的进行调整

冷却因素

收缩因素

取向因素

651 翘曲分析结果

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

充填与保压阶段所冻结的分子链配向性导致流动引发之残留应力

652 翘曲原因

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

冷却不均匀导致残留应力

热效应引发的残留

应力

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

652 翘曲原因

不均匀冷却和不对称冷却引起的翘曲

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

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(midplane)

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优化冷却时间

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优化冷却的实际操作

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优化冷却时间

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优化冷却的实际操作

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

652 翘曲原因

低冷却速率区域的高度结晶使塑件产生较大的收缩量

塑件带肋一侧冷却较差导致翘曲

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

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672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

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对照目标查看结果

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优化冷却的实际操作

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

66 66 成型工艺条件成型工艺条件 (Molding Window)(Molding Window)分析分析

须有的输入条件 bull 网格模型 ( 中性面或 Fusion 面网格模型 )bull 浇口位置bull 材料bull 工艺条件设置

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

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672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

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672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

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优化冷却时间

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优化冷却的实际操作

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bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

首选的工艺条件标准参数名 默认值 默认值解释剪切速率 1 需小于材料最大允许剪切速率

剪切力 1 需小于材料最大允许剪切力若产品用于恶劣环境该值须降低取 05-08

料流前锋温度降低限制

20ordm C 多数时候取其一半的值通常也不改变该限制值

料流前锋温度升高限制

10ordm C 允许升高但最好是不升高

注塑压力限制 08 应小于注塑机压力极限的 80

锁模力限制 08 保压阶段锁模力最大应低于注塑机允许极限的 80

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

工艺参数分析目标工艺参数分析目标

bull 指定浇口和材料决定最佳的工艺条件分析获得推荐的工艺参数观察模温料温注射时间改变时的相互影响

bull 评估不同的浇口位置成型工艺条件分析可以评估各个浇口方案的压力剪切力温度等的差别

bull 评估不同的材料分析不同的材料引起不同压力变化及剪切力等

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

bull 冷却分析必须等到产品设计完成基本的模具设计也完成后知道了冷却水路的排布才能进行

bull 从填充分析中输入到冷却分析中的数据主要是目标模具温度熔料温度预计的成型周期

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

bull 流动率bull 若已达到紊流再加大流动率通常是浪费能源的

672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

bull 冷却液温度bull 所有的水路bull 若有两个以上的模温机可设定不同的温度

bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

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对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

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bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

67 分析优化

671 优化填充672 优化冷却673 优化保压674 优化翘曲

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

bull 决定浇口位置bull 找出合适的工艺条件bull 优化产品的填充平衡流动无过保压无积气高质量的熔接线无滞流等bull 优化浇注系统的尺寸并平衡流道

672 优化冷却

bull 冷却的基本目标就是使模具各部分的热传递均匀其次是使模具的冷却时间最短

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672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

bull 模具内是否有足够的空间可移动水路bull 水路是否可以打断bull 模具是否还没加工

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bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

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bull 冷却时间bull 通常应该保持最小值bull 然而冷却时间越短温度分布越差

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对照目标查看结果

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bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

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优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

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对照目标查看结果

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优化冷却的实际操作

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

671 优化填充

优化产品的填充是最重要的步骤之一如果填充情况良好且符合产品的设计要求那么翘曲一般都会比较低翘曲容易被接受填充的优化一般包括以下几步

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672 优化冷却

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672 672 优化冷却优化冷却bull 冷却水路排布

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优化冷却的实际操作

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优化冷却的实际操作

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

672 优化冷却

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673 优化保压

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674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

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变形解决方案加强角落处冷却

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673 优化保压

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674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

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673 优化保压

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674 优化翘曲

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却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

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674 优化翘曲

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却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

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673 优化保压

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674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

却解决方案优化冷却水路2 收缩不均匀产品各处收缩不一致 解决方案更改材料产品结构浇口数量和位置保压曲线3 纤维取向不均匀 当纤维取向不均匀引起产品大的翘曲变形 解决方案浇口数量和位置产品结构4 角落效应深盒状产品角落处热量集中收缩较大带来弯曲

变形解决方案加强角落处冷却

优化冷却的实际操作

bull 查看冷却分析结果bull 改变一些项目来改善凸凹模面温差 如

bull 水路排布 增加水路 支流 改变位置bull 水温可设定到 3 种不同的温度bull 增加入子 (insert)bull 流动率

对照目标查看结果

bull 最好是在一个固定的周期内优化温度分布bull 温度变化越小越好

bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

bull 查看结果bull Temperature (top) partbull Temperature (bottom) partbull Temperature Difference part

(midplane)

bull Temperature Profile part

优化冷却时间

bull有以下情形时冷却时间可以优化bull 可接受的温度分布已确定bull 凸模平均温度低于或等于目标模温bull 运行自动分析优化冷却时间

优化冷却的实际操作

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673 优化保压

bull 保压过程主要是热交换通过将冷却分析的结果输入到流动分析中可以更准确的建立产品与周围区域的热交换模型获得更准确的保压分析优化保压可获得较小且均一的体积收缩

bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

674 674 优化翘曲优化翘曲1 冷却不均匀冷却水路设计不合理使产品不能获得均匀的冷

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bull 厚度上的温度分布bull 凸凹模面温差分布

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(midplane)

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优化冷却时间

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优化冷却的实际操作

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673 优化保压

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bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

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优化冷却时间

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优化冷却的实际操作

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bull 优化保压也可在冷却分析前进行但冷却分析后需对重新分析保压以检查结果是否还符合要求冷却做的越好保压结果也会越好

674 优化翘曲

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674 优化翘曲

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674 优化翘曲

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674 优化翘曲

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