Moldflow冷卻分析技術在注塑成型過程中的應用
二、冷卻剖析技術的作用使制品冷卻工夫最短;二是使制品的各個部位平均冷卻。影響冷卻系統的因素很多,除了塑料制品的幾何形狀、冷卻介質、流量、溫度、冷卻水路的安排、模具材料、塑料熔體溫度、模具溫度、塑件頂出溫度外,還波及到塑料與模具之間的非穩態熱循環交互作用。用。由塑料帶入注射模的熱量記為Qp,其中的80%95%通過模具金屬傳導至冷卻水管壁,而后驅散到冷卻水中去,這部分熱量記為Qc.傳導至注塑機模板的熱量QD從模具外表對流進來的熱量Qs僅占總量的5%15%,并不重要。輻射到四周空間的熱量Qr只要當模具溫度抵達85*C以上時才思考,而且只占總量的5%以下。在采納熱流道的狀況下,也會向模具輸入熱量。在有些狀況下,不是從模具吸收熱量,而是向模具輸入熱量。
注射模具中存在著熱積聚,這些熱積聚點會引起模具成型面溫度的變遷,使塑件冷卻不均而翹曲。
產生熱積聚的起因有兩個:一個是注入模具的塑料的不規則活動,引起熱負荷的變遷,這往往由于不適當的摩擦熱或者塑件壁厚引起的變遷;另一個是模具的幾何形狀,如角落處等,在模具角落處以外的區域冷卻得比較充分,而角落內部冷卻缺乏,引起塑件冷卻不均。為模具角落熱積聚引起的后果。在這種狀況下,模具型芯側會因為角落的熱積聚而產生很陡的溫度梯度。
冷卻水管越長,被冷卻的模具面積越大,因此,中(b)比(a)好,但冷卻水管越長,管路上的壓力降越大,冷卻管進出口水的溫差越大,可采納(c)。冷卻水管之間的最佳間隔取決于冷卻水孔直徑和塑件的壁厚,如所示。冷卻系統的設計冷卻系統的設計主要包括冷卻水孔的安排和冷卻參數(如冷卻液的溫度和壓力)的設置。
(1)物理尺寸及冷卻回路的設置冷卻系統的物理設計通常受到模具的幾何尺寸、分型面的地位、動模及頂出桿等的限制,因此不可能給出嚴格的設計規則。關于等壁厚的簡略零件,平均的冷卻管安排可獲得平均的冷卻成效。然而,大多數零件壁厚不一致,還含有筋條等,往往招致熱積聚,可使冷卻管湊近壁厚較厚、含有筋條的區域,也可另加冷卻管,如所示。
(2)特殊冷卻模式某些特殊的冷卻模式,如所示,采納隔板式(Baffle)與噴管式(Bubbler),可獲得較好的冷卻成效。冷卻水孔與型腔間的間隔越遠,模具成型面上的溫度越平均,但冷卻水吸收的熱量越少,冷卻工夫就越長。一般狀況下,冷卻水孔與型腔間的間隔應取冷卻水孔直徑的23倍。冷卻水從入口處流入冷卻水管之后,沿途吸收模具熱量,水溫變得越來越熱,這會逐漸降低冷卻才干,故冷卻管進出口水的溫差越小越好,不超越3*C,如所示。
⑶模具材料采納高效傳導率的模具材料(如Cu)能夠增加熱傳輸量,特別是在無法安排冷卻管路的區域,采納這種材料能夠改善冷卻成效。
(4)冷卻參數冷卻參數主要包括冷卻液流量、冷卻管道的入口溫度、冷卻液在管路上的壓力降、冷卻液品種等。冷卻液流量應大得使雷諾數大于10000,以保障產生紊流狀態,如所示。冷卻管道的入口溫度應比須要的模具溫度低10*C左右。冷卻液在管路上的壓力降取決于冷卻管道的長度、直徑以及流體活動的速度。冷卻液品種有自來水、冷卻機產生的冷水、加了防凍劑的水和油等。
制件為一電腦面板,一模一腔;塑料材料采納ABS;采納Moldflow的Cool模塊作冷卻系統優化設計,以停止平均而有效的冷卻,縮短成型周期,降低翹曲變形。
1.冷卻水管安排冷卻水管安排如所示。
依據工藝要求選擇材料為ABS,熔體溫度為240C,模具溫度為60C,注射工夫為2.2s.(1)原始計劃0顯示了型腔的冷卻成效。圓圈內的區域溫度較高,而高下的溫差也較大。在制件的頂部會發作熱量集中,這是招致熱彎曲的主要起因,因此我們必需批改冷卻水管或模具的構造。在17s內,塑料件已完全冷卻,但流道系統冷卻50s后還不到45%.厚流道須要更多的工夫才干抵達超越60%的冷卻,為便于開模,我們必需減小流道的尺寸才干縮短冷卻工夫。1顯示了冷卻50s時的凝固率。
⑵批改計劃如2所示,在制件的頂部,參與一個冷卻鑲塊,鑲塊的材料是Be-Cu,使該區域溫度降低并散布平均。這樣制件的頂部冷卻成效較好,溫度散布就比初始計劃平均。3是批改后型腔的冷卻成效圖,較原計劃有明顯改善。4是批改計劃在冷卻19.8s后的制品凝固率。結果顯示,冷卻19.8s制件已完全凝固,流道也凝固了60%,所以冷卻19.8s即可開模,冷卻循環工夫大大縮短了。
通過Moldflow冷卻剖析模塊的剖析,能夠優化模具設計計劃的冷卻系統,包括:冷卻管道的數目、地位、尺寸;冷卻過程中的各項工藝參數等。優化后的計劃能夠減少動、定模溫差,縮短消費周期,進步消費效率。msi本文索引號:63對本文提及的產品感趣味的讀者請撥打010-68994816 Edge的使用過程中,充分利用Excel的計算和批解決功能聯合AutoCAD的一些特性快速、精確地繪制具有復雜曲面零件的實體模型,大大地進步了設計速度,比使用其他傳統辦法進步效率十倍以上。特別是它便于掌握、易于使用,為設計人員提供了一種比較理想的設計辦法。
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