欢迎登陆【上海杰蔷塑胶制品有限公司】官方网站! 网站欧洲杯足球彩票规则| 网站地图|

全国服务热线:

13311885989

13311885989

注塑模具百科|基于塑料模具模具分析的汽车内饰板浇注系统设计:本文以某车型后侧周围装饰板为例,利用Moldflow软件进行三种不同浇注方案注塑成型过程的CAE仿真分析,揭示了该产品注塑成型过程,成功预测了三种方案的缺陷问题和分布情况,通过优化模具浇注系统的设计

  汽车内饰主要由塑料零件构成,70%以上的内饰零件是通过注塑成型加工而成的,包括仪表板、车门装饰、车柱装饰、车座装饰等零件。 因此,注塑制品质量的好坏是影响装修质量的重要因素之一。
  传统注塑模具设计主要依赖于设计者的经验知识,模具加工完成后,经常需要反复模具修理和调整投入生产制造,这种加工方式严格制约了新产品的开发,开发周期长,成本高,质量比较差。 随着计算机技术的发展,越来越多的企业采用CAE技术设计模具,采用CAE技术预测模具设计潜在缺陷,优化模具结构,大幅缩短模具设计周期,提高模具质量。
  本文以本公司某车型后侧安装装饰板为例,设计了3种不同的模具浇注系统方案,利用Moldflow软件进行CAE仿真分析,通过模拟该产品成型过程中的熔融填充、保压和冷却过程,预测了3种方案的成型缺陷 通过分析比较,最终选择模具设计所依据的方案。
  实验设计
  1 .材料和分析模型
  本文在我公司某汽车后侧周围设置装饰板作为分析模型,该产品的3D实体模型描绘于3D造型软件UG (现NX )中,图1显示该产品正面和背面的3D实体模型。
  根据汽车内装整体的外观需求,产品轮廓由曲面构成,形状为流线形圆弧面,各表面之间采用曲面过渡,表面后期腐蚀皮纹,要求无熔敷痕迹或突出痕迹的背面为安装面,采用卡扣安装形式,在安装面上设置肋,防止产品在生产过程中发生热变形, 其位置分布对符合结构力学要求的产品的角部加圆,提高产品的机械强度,改善成形塑性的流动性,有利于产品的脱模。 该产品上部与汽车顶板接合,下部与后侧周围的装饰板接合,因此对产品的尺寸变形要求很高。 产品最大长度为1090mm,最大宽度为578mm,最大高度为267mm,产品基本厚度为2.5mm,产品末端采用壁厚结构,最末端为1.8mm,肋厚度为1mm,高度为7.6mm。
  产品材料为PP T20,材料的基本特性如表1所示,材料的PVT曲线和粘度曲线如图3所示。
  必须网格化产品才能满足有限元模拟分析的要求。 使用UG软件将CAD模型转换为IGES文件格式,导入到Moldflow软件中并进行表面网格化。 由于产品是薄零件,因此适合选择“双面网格模型”( Fusion )。 表面网格由三节点三角形组成,与中面网格不同,它是在模型的上下两层表面上创建的,并使用网格工具逐一修复网格交叉点、纵横比、零面积单元格等存在的问题,如合并、移动和插入节点。 网格分割时,请确保每个单元格的匹配率超过85%,自由边和非重叠边的数量为0,单元格纵横比的最大值在6以内。 经过数值计算,本文模型的网格统计信息均满足使用要求。
  2 .浇注系统方案设计
  由于成型品尺寸大,外形尺寸特殊,模具难以熔融填充,成型品容易变形,容易出现流路材料浪费大等缺陷。 为了从根本上解决这个问题,我们采用多点序列阀注入方案,根据不同浇口的材料流长比,确定合理的各浇口注入时间和浇口位置。 结合经验,如图4所示,初步设计了三种浇注方案。
  3个浇注方案中,热流道和冷流道直径尺寸均为12mm的浇口前端形状、尺寸: 40mm×2mm; 后端形状尺寸: 12mm×6mm。 通过计算设置了3个方案的各闸门的开放时间和开闭顺序,表2显示了不同的浇注系统方案的闸门投入时间顺序。
  比较分析结果
  利用Moldflow软件,对上述3种设计方案进行注塑成型过程的仿真分析,通过仿真分析选定材料PP T20的成型时的模具温度和熔融温度控制在50℃和230℃。
  1 .流动结果的比较
  为三种方案的熔体流程时间云图,可以评估产品的填充质量。 其结果显示了熔体前端的扩展,结果中出现蓝色云图的位置表示最早填充的区域,出现红色云图的位置表示最后填充的区域。
  
  权利要求1和权利要求2的熔融流动路径相同,最早和最晚的填充区域一致,分别在图5a和图5b的产品的左上和右下的情况3中,相反地,图5c的产品的右上区域被最早填充,左下区域被最后填充。 此外,三种方案结果中的云纹线间隔基本相同,表面熔融流动的尖端速度相同,三种方案消耗的填充时间基本相同,生产效率一致。
  显示产品充填过程中熔体前缘温度的变化,可评价充填过程中产品是否存在过大剪切力和短射。 从图6可以看出,三种方案产品大部分区域的前锋温度梯度不大,在合理范围内,但方案1中加强筋末端区域的熔体前缘温度下降较大,可能发生滞后和短冲现象。
  
  2 .压力结果的比较
  在3个方案的注射位置的压力的时间变化曲线如图7所示。 向型腔注入熔融物时,压力持续上升。 压力出现压力峰,之后若不出现保压台(通常出现在填充模的末端),表明熔体未能很好地达到平衡填充模。 在图7中,三个方案均在压力峰值后出现保压平台,因此三个保压平台是理想的,方案一个出现压力峰值。
  
  3个方案的速度/压力切换时的压力分布如图8所示。 该结果显示了速度/压力控制转换时的压力分布的瞬间值,通常,该值是整个注射成型周期中最高的值。 根据图8c,提案3的压力值大,可能需要大的合模力。 与此同时,从这个结果可以观察到速度/压力变换时产品填充了多少,未填充部分在结果图中用灰色表示。
  
  9a、9b表示方案2填充结束时的压力分布和合模力的情况,图9c、9d表示3个方案的比较结果。 分析比较结果表明,方案2充填结束时压力差最小,方案压力分布均匀,浇口位置设计合理,方案3合模压力均最大,与上述分析一致。
  
  3 .成形缺陷结果的比较
  利用Moldflow软件进行注塑成型过程的CAE模拟,能够准确预测翘曲变形、焊接痕迹、气蚀和流动痕迹等成型缺陷,提供直观的分析结果图。 该零件用于汽车内装,需要与相邻的钣金零件及其他内装零件组合,因此对产品尺寸精度要求很高。 另外,汽车内饰材料一般直接面对汽车使用者,对其产品的表面质量要求很高。 比较尺寸精度(翘曲变形)和表面品质(焊接线)。
  显示了方案2的翘曲变形量的结果(放大的3倍效果),可以看出,采用方案2的浇注系统时,整个产品的翘曲变形比较均匀,几乎符合制造要求,图10a的红色区域的翘曲变形量最大,数值为9.146。 在图10b中,比较三种方法的翘曲变形的结果,横轴表示翘曲变形的方向,依次是x、y、z和合成方向.纵轴表示最大翘曲变形值。 从图10b可以看出,场景2的四个方向上的每一个变体比其馀两个场景更小,而尺寸精确度更高。
  
  如果两个聚合物熔体流动的前端聚集,或者一个流动的前端分离后合流,则产生熔体线,有可能引起产品的表面缺陷,如果熔体聚集时前端温度过低,则产品的结构强度降低。 在图11中比较了3个方案的熔敷痕的结果,从图中可以看出,方案中没有产生明显的熔敷痕,方案2中产生了明显的熔敷痕,方案3中产生了不明显的熔敷痕。 结合熔痕和熔痕前端温度比较,方案2发现形成熔痕时温度高,熔痕的结构强度满足要求。
 
  综上所述,提案2具有型腔填充过程均匀、型腔压力分布均匀、所需合模力小、产品尺寸精度高的优点,有可能产生明显的焊接痕迹,但可通过后续工艺参数的调整和表面处理等技术进行改善。 因此,采用建议2进行模具设计和产品制造,生产结果与CAE分析结果一致,为该产品的组装效果。
 
  结语
  基于Moldflow软件平台,利用注射CAE技术对汽车后侧内饰面板三种不同浇注系统方案进行仿真分析,准确预测其填充情况,对模具设计起到了有效的指导作用。 从充填分析、保压分析、模腔残馀应力、焊缝及翘曲变化对汽车后侧装饰板3种浇注系统进行比较分析,发现建议合理。 在此基础上进行了模具设计,并进行了实际生产、制造验证,得到了满足质量要求的产品。
  因此,采用CAE辅助技术进行模具设计,不仅提高了试制的成功率,而且大大提高了产品的开发效率和产品的成型质量。 (结束)

?

询价邮件请发到396814762@, 我们会马上答复,谢谢!

?2017-2019 上海杰蔷塑胶制品有限公司 欧洲杯足球彩票规则 bitsofnews.net 版权所有 备案号:

技术支持:拉一八科技