公司动态

压铸模流分析

Release time:2018-08-28

发展

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MOLDFLOW是由此领域的先驱 Mr. Colin Austin在澳洲墨尔本创立﹐早期(1970~)只有简单的2D流动分析功能,并仅能提供数据透过越洋电话对客户服务﹐但这对当时的技术层次来说仍有相当的帮助﹔之后开发各阶段分析模块, 逐步建立今日完整的分析功能。
同一年代﹐美国Cornell大学也成立了CIMP研究项目,由华裔教授Dr.K.K.Wang所领导﹐针对塑料射出加工做系统理论研讨,产品名为C-MOLD。 自1980年代起,随着理论基础日趋完备,数值计算与计算机设备的发展迅速,众多同类型的CAE软件渐渐在各国出现﹐功能也不再局限于流动现象探讨。约1985年工研院也曾有过相似研发,1990年张荣语老师于国立清华大学化工系CAE研究室开始研发,
MOLDFLOW公司创办人Colin Austin是个机械工程师﹐1970年前后在英国塑料橡胶研究协会工作。1971年移民澳洲﹐担任一家射出机制造厂的研发部门主管﹔在当时﹐塑料材料在应用上仍被视做一种相当新颖的物料﹐具备了一些奇异的特性。但在塑料加工领域工作了几年后﹐他开始对一般塑料产品的不良物性感到疑虑﹐一般的塑料制品并没有达到物品的适用标准﹐相反的﹐塑料已逐渐成为'便宜'、'低质量'的同义字﹔但他却发现﹐多数主要不良质量的成因却是因为不当成品设计与不良加工条件所造成的﹐所以他开始省思﹐产品设计本身需同时考虑成型阶段﹐才是成功最重要的关键。
他开始花费大量时间在研究塑料流动的文献上﹐但发现这些理论并不能合理解释他在工厂现场所看到的许多问题﹔因此他开始换角度去思考这些问题﹐将射出机台视为一整组加工程序﹐螺杆正是能量的传递机构﹐而模具内部的流动形态﹐才是决定成品质量的最主要因素。具体的关键问题是﹐浇口位置?在何处进浇? 几个浇口? 尺寸为何?
这是一个革命性观念的启始,模具内部的流动形态才真正决定了产品品质,而不仅是机台参数设定或产品外观设计;最佳产品是需要完整考量、系统化的设计观念才有办法得到!
但即使了解了这个观念,问题仍未解决,因为在当时,模具内部成型时的流动形态,仍无法在试模前判断;而要去预测流动形态,必须依据非常复杂的流体力学与热传问题的联立方程式求解,以人力来做几乎是不可能。但随著学术理论发展,电脑计算功能的进步,正式为模流CAE开启了一扇门,1978年,MOLDFLOW公司成立,提供初步的电脑辅助分析技术给世界上不同国家的塑胶制造公司,包括汽车业,家电业,电子业,以及精密模具业等。
Moldflow软件开始以2D网格分析为主,在单薄零件shell模拟分析中领跑整个模流分析领域。与此同时发展而来的Moldex3D软件,
现今,模流技术已普遍为世界各国所肯定,功能也加强到成型各不同阶段;而台湾正是起步阶段,坊间自三重五股以至於台南高雄乡间的模具厂,总数可能超过五千家,九成以上仍传承著师徒相授与摸索得来的经验,不知其所以然但仍努力接单,持续著台湾经济的奇迹;只是订单愈来愈少,利润愈来愈薄,竞争愈来愈激烈...
现在正是一个转型的时机,可以预见,当电脑技术帮助缩短成本与时间的同时,没有跟上脚步的会愈落后愈远,可能终将被淘汰!
moldflow成型优化实例-解决困气烧焦
moldflow中气穴的概念
  该结果表示的区域是两股或两股以上的流体末端相遇的区域,气泡在这一区域受到压制。
  结果中着重指出的区域为可能产生气孔的区域。
气泡产生的原因
  1、不平衡充填:当几条流动路径的充填末端围绕并压缩气泡时发生。如下图中,两条流动较快的流动路径在产品一角与流动较慢的流动路径相遇, 形成被压缩的气泡。
  2、赛马场效应: 此效应的原理类同上。
  3、滞流: 下面的例子中顶面比较薄,两侧面较厚,这样就会在前面的中间部分形成一个被压缩的空气包。在充填末端气体排放不充分。
注意﹕气泡能够引起短射及注射压力过大的缺陷,而且易在充填末端产生表面斑点。在空气包中被压缩的气体可能加压、升温而引起局部烧焦。
如何改善
气孔主要的产生原因是几个充填末端围绕并压缩气泡所致,平衡流动是解决气孔的关键﹕
  1.采用导流或阻流l
  2.改变产品肉厚l
  3.改变进浇位置l
  假如气泡仍旧存在,我们应该把它们赶到易排除或是能利用顶出机构排除的部位。
CAE技术总结
通过模流分析软件的模拟,可以很容易看到是否出现困气问题,然后根据以上改善方法拟定初步改善方案,然后用moldflow进行模拟验证,得出模流分析结果,然后对其进行分析比较,这样就能充分利用moldflow的虚拟模拟仿真,大大节省了试模成本.这就是moldflow之所以能够得到越来越多的人认可的原因.

应用领域

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早期主要应用于结构体强度计算与航天工业上,而各领域的CAE应用功能不尽相同。但应用于塑料注射与塑料模具工业的CAE在台湾被称为模流分析,这最早是由原文MOLDFLOW直译而来。
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