本站小編為你精心準(zhǔn)備了CAE技術(shù)注塑生產(chǎn)應(yīng)用參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用,產(chǎn)品精度、生產(chǎn)周期、成本竟?fàn)幍纫笤絹碓礁?傳統(tǒng)的塑料制品生產(chǎn)方式已無法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。計(jì)算機(jī)輔助工程(cae)技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品注塑加工這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。同傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比,CAE技術(shù)無論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量,還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面,都具有很大優(yōu)越性。

塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD/CAM技術(shù),而且還要采用CAE技術(shù),這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個(gè)階段,即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段(包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、高分子材料的選用、模具設(shè)計(jì)和模具制造)和生產(chǎn)階段(包括購買材料、試模和成型生產(chǎn))。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前,由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具,模具裝配完畢后,通常需要幾次試模,發(fā)現(xiàn)問題后,不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù),甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì),這勢必增加生產(chǎn)成本,延長產(chǎn)品開發(fā)周期。

采用CAE技術(shù),可以完全代替試模。在模具制造之前,在計(jì)算機(jī)環(huán)境下分別對(duì)塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品注塑成型三方面全過程進(jìn)行模擬分析,提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案,預(yù)測塑料熔體在型腔中的整個(gè)成型過程,準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充充模、保壓、冷卻以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布成型情況,幫助研判潛在問題,有效地防止問題發(fā)生,大大縮短了開發(fā)周期,降低生產(chǎn)成本。

1CAE技術(shù)應(yīng)用在塑料制品生產(chǎn)中的三個(gè)方面

1.1高分子材料選用及塑料制品設(shè)計(jì)階段應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)分析

制品設(shè)計(jì)者用CAD/CAE配合,在產(chǎn)品初始設(shè)計(jì)階段關(guān)注產(chǎn)品的工藝性,指出諸如:熔接痕、困氣、流動(dòng)時(shí)間、壓力、和溫度分布等敏感問題,決定制品的厚度、結(jié)構(gòu)形狀、材料、及澆口位置,從而為后續(xù)工作帶來方便。并用流動(dòng)分析確保在制品設(shè)計(jì)階段解決下列問題:

(1)制品能否全部注滿,這一古老的問題仍為許多制品設(shè)計(jì)人員所注目,尤其是大型制件,如蓋子、容器和家具等。

(2)制件實(shí)際最小壁厚,如能使用薄壁制件,就能大大降低制件的材料成本,減小壁厚還可大大降低制件的循環(huán)時(shí)間,從而提高生產(chǎn)效率,降低塑件成本。

(3)澆口位置是否合適,采用CAE分析可使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)具有充分的選擇澆口位置的余地,確保設(shè)計(jì)的審美特性。

1.2在模具設(shè)計(jì)和制造階段應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)

(1)良好的充填形式,對(duì)于任何的注塑成型來說,最重要的是控制充填的方式,以使塑件的成型可靠、經(jīng)濟(jì)。單向充填是一種好的注塑方式,它可以提高塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性。這種填充形式有助于避免因不同的分子取向所導(dǎo)致的翹曲變形。

(2)最佳澆口位置與澆口數(shù)量,為了對(duì)充填方式進(jìn)行控制,模具設(shè)計(jì)者必須選擇能夠?qū)崿F(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量,CAE分析可使設(shè)計(jì)者有多種澆口位置的選擇方案并對(duì)其影響作出評(píng)價(jià)。

(3)流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)際的模具設(shè)計(jì)往往要反復(fù)權(quán)衡各種因素,盡量使設(shè)計(jì)方案盡善盡美。通過流動(dòng)分析,可以幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出壓力平衡、溫度平衡或者壓力、溫度均平衡的流道系統(tǒng),還可對(duì)流道內(nèi)剪切速率和摩擦熱進(jìn)行評(píng)估,如此,便可避免材料的降解和型腔內(nèi)過高的熔體溫度。

(4)冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),通過分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過程的影響,優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件,從而產(chǎn)生均勻的冷卻,并由此縮短成型周期,減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力。

(5)減小反修成本,提高模具一次試模成功的可能性是CAE分析的一大優(yōu)點(diǎn)。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時(shí)間和金錢。此外,未經(jīng)反復(fù)修模的模具,其壽命也較長。

1.3在試模成形、產(chǎn)品注塑生產(chǎn)階段應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)

注塑分析與注塑機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連,注塑生產(chǎn)者可共享前期技術(shù)人員成果,排除制品設(shè)計(jì)、模具、加工過程存在的反常現(xiàn)象。實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整注塑機(jī)參數(shù),提高制件質(zhì)量穩(wěn)定性和可加工性、并降低制品成本。

(1)更加寬廣更加穩(wěn)定的加工裕度流動(dòng)分析對(duì)熔體溫度、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個(gè)目標(biāo)趨勢,通過流動(dòng)分析,注塑者便可估定各個(gè)加工參數(shù)的正確值,并確定其變動(dòng)范圍。會(huì)同模具設(shè)計(jì)者一起,他們可以結(jié)合使用最經(jīng)濟(jì)的加工設(shè)備,設(shè)定最佳的模具方案。

(2)減小塑件應(yīng)力和翹曲,選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應(yīng)力最小。殘余應(yīng)力通常使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形,甚至發(fā)生失效。

(3)省料和減少過量充模,流道和型腔的設(shè)計(jì)采用平衡流動(dòng),有助于減少材料的使用和消除因局部過量注射所造成的翹曲變形。

(4)最小的流道尺寸和回用料成本,流動(dòng)分析有助于選定最佳的流道尺寸。以減少澆道部分塑料的冷卻時(shí)間,從而縮短整個(gè)注射成型的時(shí)間,以及減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積。

2計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)在注塑生產(chǎn)中應(yīng)用存在的問題

2.1方方面面人的因素影響

(1)使用者不可能都精通注塑(設(shè)備、控制和工藝)、聚合物(流變學(xué)、力學(xué)、形態(tài)學(xué))、模具設(shè)計(jì)、制品設(shè)計(jì)等知識(shí)、和技能。

(2)CAD建模、轉(zhuǎn)換、解釋不當(dāng)直接引起生成的制品有限元分析網(wǎng)格缺陷。

(3)公司管理水平不高,技術(shù)人員的溝通合作、協(xié)調(diào)不充分。

2.2軟件的不完善和局限性

(1)殼體和雙域幾何建模方法的局限性。

(2)模型轉(zhuǎn)化程序?qū)缀文Ｐ偷牟划?dāng)解釋。

(3)代碼中使用的數(shù)學(xué)模型、數(shù)值解法的近似性。

(4)開發(fā)人員為了平衡代碼復(fù)雜性、計(jì)算機(jī)硬件運(yùn)行速度和用戶使用友好性而采用的簡化假設(shè)。

(5)對(duì)于工程塑料、特殊添加濟(jì)混合物性能表征的不穩(wěn)定性,如長玻璃纖維填充塑料、液晶聚合物等特殊材料。

2.3實(shí)驗(yàn)取樣數(shù)據(jù)、模擬分析參數(shù)與實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)存在變化

(1)材料實(shí)驗(yàn)室測定數(shù)據(jù)庫有限,CAE分析時(shí)常采用同類材料的現(xiàn)有性能數(shù)據(jù)而產(chǎn)生誤差。

(2)制品在生產(chǎn)過程中,模具的變性、注塑機(jī)的不穩(wěn)定、設(shè)定之工藝參數(shù)與熔體實(shí)際情況很難一致。

3結(jié)語

注塑模具CAE技術(shù)的成功應(yīng)用總是需要而且繼續(xù)需要注塑實(shí)踐和理論兩方面的均衡,不能視它的強(qiáng)大功能為萬能,替代經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo);也不能因?yàn)樗膹?fù)雜性、誤差不準(zhǔn)確性而全盤否定。成功的注塑分析需要在精通塑料性能、制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、注塑過程的基礎(chǔ)上,利用分析軟件提供的信息作出更有意義的決定,就象X射線給醫(yī)生提供信息,再由經(jīng)驗(yàn)作出正確的診斷、治療方案。而后續(xù)治療實(shí)施的有效性則依靠全體醫(yī)護(hù)人員共同協(xié)作。成功注塑實(shí)踐也是全員共同參與、充分溝通、團(tuán)隊(duì)合作實(shí)現(xiàn)的。