发布时间 : 星期日 文章基于Moldflow的手机外壳注塑模流分析 - 图文更新完毕开始阅读
图3-1 毛细管流变仪工作原理图
熔体在流变仪料筒里保持恒温并被挤入内径为D、长为L的毛细管内,通过测量流量Q和压力降ΔP的值即可得到剪切粘度，计算公式为[9]：
表观剪切速率：
32Q?a? (3-1)
?D3。剪切应力：
Tw?表观粘度：
?P?D (3-2) L?a?实验测得的原始经校正后见表
实验1 实验2 实验3 实验4 实验5 实验6 实验7 实验8 实验9 实验10
3.2.2数据拟合结果
温度℃ 253.3 253.3 253.3 253.3 253.3 253.3 253.3 253.3 253.3 253.3
Tw?。 (3-3)
剪切速率1/s 1.99526 12.5893 25.1189 39.8107 79.4328 199.526 501.187 1995.26 2511.89 6309.57 粘度Pa-s 656.289 593.507 546.297 505.358 430.513 315.723 206.295 91.3382 78.574 41.9023
Origin 7.5是美国OriginLab公司推出的数据分析和制图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。因此也是本次实验数据分析中所采用的主要运算工具。用OriginPro 7.5软件对实验数据用最小二乘法拟合Cross-WLF七参数粘度模型，拟合结果如图3-2：
图3-2 拟合结果
对应材料的参数为：
n=0.2532、τ*=111870、D1=1.80E+011、D2=417.15K、D3=0Pa、A1=28.27、A2=51.6K
3.3 注塑的制件
3.3.1 产品尺寸和外形
在该分析中，使用手机外壳上盖作为分析实例。使用Pro/E 4.0软件设计出尺寸的外观。零件的尺寸为145mm×60mm×20mm。外形见图3-3。
图3-3 手机外观图
3.3.2 产品网格划分
Moldflow MPI有三种网格类型，即中面网格（Midplane）、表面网格（Fusion）和实体网格（3D），根据不同的分析类型搭配网格。
在本文的分析中，对手机外壳的划分采用表面网格，表面网模型是由三角形单元组成的，与中面不同，中面网格创建在模型壁厚的中间处，而表面网格创建在模型的上下表面，对于一般的薄壁塑件，都采用表面网格进行划分。而手机外壳为薄壁塑件，所以本例采用中面网格进行划分。
3.3.3 网格的状态统计
本例网格边长为5mm。由于在本文的分析中要对网格进行翘曲分析，所以网格纵横比要在20以内，模型的匹配率要大于85%，本文取最大纵横比为6，对划分好的网格进行修补处理。
通过调整和诊断后得到网格的状态，见表1。
表1 网格状态
三角形 节点 柱体 连通区域 网格体积 流道体积 网格面积 自由边 公共边 3912个 2049个 121个 1个 6.525cm3 2.7111cm3 142.157cm2 0个 5868个 交叉边 相交单元 完全重叠单元 配向不正确的单元 最小纵横比 最大纵横比 平均纵横比 匹配百分比 相互百分比 0个 0个 0个 0个 1.157000 5.979000 2.391000 96.6% 97.2% 3.4 注塑工艺参数
3.4.1 成型工艺参数设置
1，模具温度。模具表面温度，根据选择的材料（PC/ABS）的特性选择值为75℃。 2，熔体温度。熔料温度，根据选择的材料的特性，选择温度为265℃。
3，本例模拟采用“自动控制方式”进行。
4，速度/压力切换。速度和压力控制转换点的设置，在充填阶段，首先对注塑机的螺杆进行速度控制，等充填到某个状态时，将速度控制方式转变为压力控制。本例采用“充填体积%”来设置速度/压力切换点，当充填体积达到99%的时候进行速度与压力的切换。
5，保压控制。保压及冷却过程中的压力控制。包括保压压力与充填时间。液压压力与时间、最大机器压力百分比、充填压力百分比与时间。本例采用充填压力百分比与时间的关系进行控制，保压压力为充填压力的80%，保压时间选择10s。 6，开模时间。是指顶出产品时模具打开的时间。本文设置开模时间为5s。 7，注射+保压+冷却时间。冷却分析使用这个值来定义模具跟塑料接触的时间。本例采用软件自动分析。 3.4.2 分析类型设置
Moldflow的研发小组发现翘曲分析时，初始条件中假设料流温度是均匀的所得到的翘曲分析结果比假设模具温度是均匀的所得到的翘曲分析结果更准确。因此在做翘曲分析的时候首选的分析类型是冷却+流动+翘曲。
冷却分析：用来分析模具内的热传递，主要包含塑件和模具的温度、冷却时间等。目的是判断制品冷却效果的优劣，计算出冷却时间，确定成型周期时间。
流动分析：用于预测热塑性高聚物在模具内的流动。MPI模拟从注塑点开始逐渐扩散到相邻点的流动前沿，直到流动前沿扩展并充填完制品上最后一个点，完成流动分析计算。目的是获得最佳保压阶段设置。
翘曲分析：用于判定热塑性材料成型的制品是否会出现翘曲，如果出现翘曲的话，查出翘曲原因。
3.5浇注系统创建
3.5.1 浇口位置
浇口是注塑成型模具的浇注系统中连接流道和型腔的熔体通道。浇口设计对注塑件质量的影响尤为重要。利用Moldflow/MPI分析软件，可以给用户提供最佳浇口位置的参考。MoldFlow给出的分析结果见图3-4。