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注塑模具百科|MoldFlow塑料模具模流软件分析及应用: 在注射成型过程中,模具温度直接影响产品的质量和劳动生产率。通过温度控制保持适当的模具温度可减少产品变形,提高产品的机械特性,提高产品的表面质量,并提高产品的尺寸精度。与此同时,在整个注射周期内缩短约80%的冷却时间是提高生产率的关键。因此,必须设计合理的冷却系统,有效地调整模具温度。冷却系统的设计在20世纪60年代已经引起人们的关注,进行了很多研究,得到了一些简化公式或经验公式。但是实际产品的形状非常复杂,因此这些公式的适用范围非常有限。MPI/Cool分析了模具冷却系统对模具和产品温度场的影响,优化了冷却系统的布局,达到了快速平衡地冷却塑料部件的目的,从而缩短了注射成型的冷却时间,提高了劳动生产率,减少了废品,从而实现了提高企业经济效益的目标。

  MPI/Cool简介
  影响注射模冷却的因素包括产品外观、冷却介质类型、温度、流速、冷却管道的几何参数和空间放置、模具材料、熔体温度、工件所需的顶出温度和模具温度,以及产品和模具之间的热循环交互。这些参数相互连接并相互影响,因此只有在这些参数正确组合的情况下,才能获得理想的结果。但是,只有CAE分析才能获得理想结果的传统经验和简化公式很难确定。MPI/Cool使用边界元素方法来三维模拟模具的温度场,使用产品厚度方向的分析来计算温度分布,以及通过产品热流完全组合两个项目的迭代计算来解决这些问题,典型产品的冷却分析可能需要大约12至72小时的迭代计算,计算机CPU和内存要求非常高。通过与冷却通道中冷却介质的能量方程一起分析模具的温度场,可以可靠地计算产品/模具和模具/冷却介质之间的接口温度。型芯和型腔WIP厚度方向的不对称性考虑了在整个计算过程中对产品温度分布的影响。MPI/Cool通过模拟冷却管道(包括隔板管、喷气管、连接软管)、镶件、多种模具材料、冷流道和热流道、分型面以及模具边界对模具和产品温度的影响,为优化冷却系统提供了可靠的依据。MPI/Cool不仅可以对中性和Fusion模型进行冷却分析,还可以对3D模型进行冷却分析。您还可以结合MPI/Cool、MPI/Flow和MPI/Warp,获得完整的动态注射成型过程模拟流动分析。
  MPI/Cool的作用
  MPI/Cool通过对模具、产品和冷却系统的传热分析,为用户提供丰富的仿真分析结果。
  (1)冷却时间确定适当的冷却时间,以确保产品脱模时有足够的强度,从而避免脱模后发生变形。MPI/Cool可以计算产品完全硬化或用户设置的硬化比所需的冷却时间。
  (2)型腔表面温度分布型腔表面温度对产品质量有重要影响。MPI/Cool模拟注射周期中型腔表面温度的分布,帮助工艺人员确定模具温度的均匀性以及是否达到材料所需的成型温度。对于中性表面模型,MPI/Cool还可以计算产品两侧的温度差。
  (3)产品厚度方向的温度分布产品顶出时的温度是确定冷却时间是否合理的重要因素,温度过高时,必须加强冷却或适当延长冷却时间,温度过低表示冷却时间过长。MPI/Cool可以预测顶出点沿厚度方向的产品温度分布,包括厚度方向的最大温度位置、厚度方向的平均温度以及厚度方向的单位温度变化。
  (4)产品的硬化时间根据成型表面的温度预测产品完全硬化所需的时间。
  (5)冷却介质的温度分布和冷却管道表面温度分布冷却介质的温度变化,以及冷却管道表面和冷却介质之间的温度差异,是确定冷却效果是否有效的重要依据。
  (6)冷却管道的压力减小、流动速度和相应的雷诺数量决定流动状态,因此必须确保冷却介质处于湍流状态。
  (7)镶件的温度分布,镶件/模具接口的温度差分布镶件/模具之间的温度差,反映了通过接口的热阻大小。
  (8)分型面和模具外表面的温度分布。
  MPI/Cool应用程序示例
  建模
  产品在3d CAD软件(如Pro/E、UG、Solidworks、Cimatron等)中建模,通过STL文件格式读入Moldflow软件,在“MF/View”的前后处理器上完成最终修改,并生成冷却系统和进料系统。产品型号、冷却系统和注入系统如图1所示。在这种情况下,您可以在岩型侧设计8条冷却线(没有回水孔)、冲孔侧7条冷却线、蓝色管道为φ10mm的直线数、黄色管道为φ26mm的挡板水道,共15条冷却线,以增强模具侧的冷却效果。
  工序条件
  Chimei ABS' poly lacpa 707 '使用熔体温度230℃和型腔温度60 ℃的工艺参数。冷却管道的直径为φ10mm,冷却介质为水,冷却液温度为25°c,入口雷诺数为10000。整个注射成型周期为35s。其中注射、压缩和冷却时间为30s,顶出时间为5s。
  模拟结果
  根据上述工艺条件完全模拟产品冷却过程所得的模拟结果如图2、图3、图4、图5、图6和图7所示。
  如图2所示,岩型侧表面温度分布很容易看出表面温度分布不均匀,冷却效果不理想,决定根据实际情况在每条路上增加3至5个通道孔,并相应地调整通道的数量和位置,以增强整体冷却效果,并消除区域的不均匀冷却。
  图3显示,通用模式侧冷却液流速约为5.174liter/min,臂模式侧冷却液流速约为4.234 liter/min,两者均超过2.5 liter/min,因此为此产品设置的冷却工艺参数也更加合理。
  如图4所示,产品从循环开始到产品完全凝固所需的时间为62.32s,大多数区域在20s内可能会凝固(打开模具之前,该产品的凝固率大大超过80%,不影响脱模),打开模具时,红色区域的一小部分尚未凝固,最大凝固时间达60s(即产品的两个流动汇合区域),因此会发生轻微的收缩,因此必须相应地调整冷却水道和水孔的位置,以减少该区域的热
  如图5所示,如果水温上升得更小(进出口的水温差在2度以内),冷却通道的长度设计可以满足冷却要求。成型时不要连锁部分或全部渠道。否则,整个水道可能会太长,水温会持续上升,从而降低模具和产品的冷却效果,延长顶出时间,降低工作效率。
  如图6所示,如果暗水侧入口雷诺数为10000,公共模具侧翻转数雷诺数为10000,入口雷诺数为12221,并且超过部分设置的雷诺数10000,则设置冷却过程参数更加合理。
  如图7所示,型腔大多数材料流向温度不超过材料限制(限制:/-20℃),薄壁部分流向温度略低,但整个产品温度差不超过20℃表示产品质量得到了很好的保证。
  结语
  MPI/Cool通过对冷却过程的仿真分析,帮助模具设计师和工艺人员全面了解模具冷却系统的冷却效率及其合理性。这是优化合理冷却系统和提高产品劳动生产率和质量的重要指南。(end)

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