隨著塑料在汽車上越來越寬泛地應用，對汽車塑料件的質量要求越來越高，而設計制造高質量的汽車塑料零件須要優秀的產品設計、高水準的模具和優化的注塑成型工藝3個環節的有機聯合。目前在現消費中，存在諸如產品構造是否滿足注塑成型工藝要求、所選的原材料是否能與模具構造相匹配、產品注塑成型工藝參數是否合理、產品熔接痕的地位、數量及對產品質量的影響、模具設計及重復試模消耗大量工夫等問題。

　　由于塑料CAE模擬技術能事先對產品構造的工藝性、制件成型后的質量及模具流道構造停止有效設計，使發現的問題及時在產品設計完成之前予以修正，防止了傳統設計程序的弊端一模具加工完成、試模出問題后，再去批改設計、試模調模，從而縮短了產品開發周期，降低了產品本錢。

　　以下是針對塑料件的尺寸、縮痕、翹曲變形、應力集中等質量缺陷，應用CAE技術停止模擬剖析的幾個實例。剖析對象包括汽車散熱器面罩、雜物箱蓋和倒車燈燈罩。剖析模擬用軟件為M0LDFL0W.CAD建模軟件為EUCLID、Pro/E. 1模擬剖析雜物箱蓋翹曲問題的起因及打消措施1.1存在的問題目前存在的問題是產品消費出來后，在蓋的兩角處發作向外翹曲，影響了產品外觀質量和裝車進度。

　　為找出問題的產生起因，首先用現消費工藝參數如表1）停止模擬剖析。

　　表1材料名稱改性pp模具溫度/>熔體溫度/>注射工夫/注射壓力/MPa保壓工夫/s保壓壓力/MPa現消費工藝采納一級注塑、一級保壓。經對制件體收縮剖析，得到產品體收縮散布圖，如。

　　從看出，兩端處體收縮達11%比較大），高于中間部位"％）。由于產品整體體收縮不均，招致了產品翅曲。

　　1.2改進計劃一按照傳統的設計思想批改產品構造，在產品內側加2條增強筋。

　　但實際消費出的產品，翹曲仍然存在，而且增強筋外外表呈現明顯縮痕。通過計算機模擬剖析，得到如結果。

　　剖析可知，兩端處體收縮仍為11%，而且增強筋相對的外外表的體收縮增大，因而招致上述結果。可見這一計劃并沒有從根本上將問題處置。

　　1.3改進計劃二采納CAE剖析技術對工藝參數優化設計。

　　經過模擬剖析，取得優化的工藝參數。主要是增加了保壓曲線曲一級保壓變為二級保壓），保壓壓力由原來的30MPa增加到60MPa，并將保壓工夫由原來的3.5s增加到10s.這樣得到的產品兩端體收縮降到4.5%，而且在產品外表散布平均如），從而打消了翹曲變形。

　　2汽車倒車燈燈罩的應力剖析及構造優化目前，此產品存在著成型后兩端頭呈現內部裂紋的缺陷。別離按照現消費工藝參數材料為PMMA，模具溫度50 2，熔料溫度2202）和）0456407數據庫引薦參數模具溫度80 2，熔料溫度2302）停止模擬剖析，結果標明應力均集中在兩端頭，且均超越材料的抗剪切強度。是以MOLDFLOW數據庫引薦參數停止模擬取得的應力散布圖。

　　從中看到整個產品應力散布最大值為0.5~0.6MPa，并且地位集中在兩端頭，而材料的抗剪切強度為0.4MPa.這就是產品在兩端部呈現裂紋的起因。

　　隨后采納批改兩端頭壁厚的計劃，也就是將兩端頭的壁厚增加0.2mm，力圖使此部位物料活動順暢，從而降低此處剪切應力，使產品的整體應力水平下降。工藝參數不變。模擬剖析得到產品成型后應力散布圖，如。

　　汽車工藝與材料剖析結果標明，產品兩端部應力值明顯下降降到0.4MPa左右），從而防止了應力集中，也就打消了產品內部裂紋。

　　表3項目參數材料品種ABS/PC材料牌號BayerAGBayblendT45熔融溫度/260~300剪切強度/MPa0.4頂出溫度/110非活動溫度/130 3用CAE處置散熱器面罩的質量缺陷3.1產品存在的問題產品橫向尺寸偏大，影響裝車。

　　零件外表在8個澆口附近有收縮痕。

　　熔接痕數量多，影響產品外觀質量。

　　3.2模型準備Moldflow動態模擬剖析所采納的模型為三維實）模型，模型的來源可由其他外型軟件輸入，也可以用自身所帶的建模模塊Moldflowmoldeler）來建設。但由于所鉆研的產品外型較復雜，因而采納從其他圖形軟件中讀取數據。

　　散熱器面罩三維數據最初是用EUCLID軟件停止實體建模的，所以又用Pro/E軟件，將原模型中的面特征停止提取、剪切，縫合成實體后，形成封閉的曲面，再轉化為實體。按STL格式輸出，如。

　　圖+類、匹配、疊合和縫合等操作得到有限元網格；依據模具圖紙設計澆口流道和冷卻系統的面模型，再將其停止網格定義、分類。為目前澆注系統散布圖，現有模具為三板構造，共8個進膠口。

　　冷流道熱流道3.3對目前產品成型情況停止模擬剖析針對目前產品存在的問題，首先采納現消費工藝參數如表2）、設施條件、原材料如表3）停止模擬剖析。

　　表2工藝參數數值熔體溫度/O模具溫度/O注射壓力/MPa注射工夫/. 1級5 2級8保壓壓力/MPa保壓工夫/s用以上參數停止模擬剖析結果如下。

　　填充工夫散布圖如）闡明了熔融樹脂在模具型腔中的填充過程，中的深色區域是熔體最后填充部位，散布較寬。

　　熔接痕是在料流相遇處形成的。為熔接痕地位散布圖，從圖中看出熔接痕多散布在料流最后填充部位。從零件整體看，中間格柵部分和外邊緣處熔接痕較多外邊緣約9處），圖中深色點表示該處熔接痕的質量不好。這與現消費中的情況相符。

　　制件外表收縮情況如0.延時保壓使外表收縮痕都散布在8個澆口附近，收縮值是0.0145mm，是可見的缺陷凹坑只要縮痕深度！0.007mm時，收縮才是肉眼不可見的）。這與實際情況相得良好的成效。經過采納Flow、Packing、Cool等模塊停止的模擬剖析，并將原1級保壓變為3級保壓。取得的優化的注塑成型工藝參數如表4、表5.表4模具溫度/870熔體溫度/8280注射壓力/MPa67注射工夫/；5表5保壓壓力/MPa保壓工夫/s320327.23112.07.17.500 0制品內部應力散布圖見1.1表示超出材料剪切強度的部分，制品內部最高應力值是1.135MPa.而材料的抗剪切強度為0.4MPa.圖中深色部分為剪應力超越材料剪切強度的部分，散布較廣。應力值高的部位易形成應力開裂。

　　1制品橫向尺寸變遷趨勢如2.按現有模具型腔設計尺寸注射成型的制品，橫向收縮4.8mm能力抵達產品設計要求。而實際消費中制品成型后，橫向尺寸值收縮2.5mm，形成產品尺寸偏大，不能滿足裝車要求。

　　2 3.4減少或打消缺陷的模擬剖析首先對各成型工藝參數停止優化設計，以期獲通過對工藝參數的優化設計，得到如下結果。a.優化后制品外表收縮痕減小，如3.剖析結果：澆口處體收縮值已由原來的0.014mm減小至0.004mm，為肉眼不可見的，從而打消了8澆口處的缺陷收縮痕。

　　b.優化后產品內應力下降，如4.汽車工藝與材料與上述按現消費工藝參數停止模擬的應力散布結果相比較，制品4邊框和中間部分的高應力值區域已打消，制品內部應力已大大降低，并且超值辨別布較窄，從而使產品內在質量趨于穩定。

　　C.優化后，使產品尺寸得到校正。

　　按優化的工藝參數停止翹曲剖析，通過調整保壓曲線，控制產品橫向尺寸收縮，可以得到使產品橫向尺寸縮小的趨勢，從而抵達滿足產品設計要求的宗旨。

　　保壓壓力為45MPa時，制品橫向尺寸收縮6.7 3.5領導消費實際以優化的工藝參數為根底停止現場調試，得到以下結果。

　　%.澆口處收縮招致的冷斑收縮痕）明顯減小或根本消失，這與CAE結果相符。5a、5b是工藝調整前、后澆口處的收縮情況。

　　b.產品橫向尺寸比調整前縮小1mm. C.由于產品模具澆注系統維持原狀，所以熔接痕的問題未能得到徹底處置。

　　4結論對注塑過程的CAE剖析標明，在汽車塑料件構造設計和消費中采納動態模擬剖析技術，將三維實體外型讀入Moldflow的MPI用戶界面，對澆口、流道和冷卻系統，停止深刻全面的活動、保壓、冷卻、翹曲和構造應力剖析，找出產品構造和現消費中產品呈現缺陷的起因，提出處置計劃，同時對注塑成型工藝參數停止優化，從而進步了產品質量，降低了成品率。因而，塑料CAE模擬剖析技術在汽車塑料產品消費中有著寬泛的實踐領導意義和實際應用價值。

　　責任編輯陳逍）上接第76頁）責任編輯陳逍）2002年第