注射模设计中CAE技术的综合应用

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CAD／CAE／CAM软件在注射模具设计及制造中的应用

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探究CAE技术在注塑模具设计中的应用

探究CAE技术在注塑模具设计中的应用摘要：CAE技术是通过计算机以假想线、面为基础，把产品分割成为有限个大小、数目、单元进行研究。

即将一个完整的个体人为地分成有限个单元，在计算机中获得产品的近似模型，并以此模型为蓝本，经过分析计算，得出各单元的数据特征，评估、综合后而得到产品实体的数据。

其主要功能是设计产品、管理数据、计算机辅助设计、产品分析和生产的综合。

关键词：CAE技术；注塑模具设计；应用引言CAE技术是注塑模具设计中一个重要工具，目前，CAE技术在国外推广较为广泛，而在国内却存在一定问题，需进一步发展。

CAE技术能实现对产品的优化、分析、保压、冷却分析、翘曲分析和产品技术参数的优化等，在产品设计与分析评估这些方面有着巨大优势，可使模具设计的合理性及产品质量得到有效提高，对产品的实际生产有着重要意义。

鉴于此，文章阐述了CAE技术在注塑模具设计中的现状，并介绍其在塑料制品生产中的应用，以供参考。

一、CAE技术的发展现状目前，国内外CAE技术在注塑模具设计中的发展各有不同，相比于国外先进技术，我国的CAE技术的发展仍存在一定差距，主要体现在CAE技术的研究、开发、推广及应用等方面。

1.1 国外CAE技术的发展情况目前，CAE技术在国外的应用已相当广泛。

上世纪50年代，一些美国学者在聚合物过程模型的建立上就已开始运用到数值计算的方法。

上世纪80年代，CAE技术在注塑成型方面已得到广泛应用。

目前国外的CAE技术发展与应用已相对成熟，一些企业已拥有较完善的注塑CAE软件，比如澳大利亚的Moldflow、美国的I-DEAS、德国的CADMLD等。

1.2 国内CAE技术的发展情况近年来，CAE技术在我国的研究、开发及推广等方面已取得一定突破，并获得不错成果。

比如在软件方面，Z-Mold软件及HSCAE软件已得到较好的应用与发展。

但我国CAE技术的发展并不理想，仍存在诸多问题，其中较严重的问题就是大部分企业没有充分CAE技术的优越性、重要性及其应用能带来的经济效益，对其重视程度不高。

CAE技术在注塑模具设计中的应用

CAE技术在注塑模具设计中的应用模具设计的过程一般是这样的：从用户那里接到塑料制品图(可能是二维的，也可能是三维的)，模具设计工程师根据产品的类型、特点以及形状考虑采用合适的结构进行设计，即采用什么样的模具结构可以成型出该塑料件。

在此过程中，结构设计工程师还要根据制傻哪承┨囟ㄒ求结合自己的经验选择流道类型、尺寸，浇口类型、数量、尺寸、位置并确定分流道的数量、尺寸等，以保证所设计的模具除了结构上合理外，在浇注和冷却系统方面也是可行的。

显然，模具设计对于结构设计工程师的要求是十分刻的。

他不仅要具有结构设计的经验，还要具有成型材料、成型工艺方面的诸多知识，或者说，设计的成败在很大程度上依赖于模具设计者的经验。

即使一个设计工程师具有很好的模具设计经验，但是他仍然面临许多新的问题，因为实际中的产品往往是千变万化的。

有时候一个细微的变化者特定的产品要求可能使得已有经验不可用，或者即使可用但在实际试模之前，也无法进行有效的验证。

这导致了模具设计过程具有明显的设计——修正——再设计的特点。

如何减少该过程中的循环次数，使初始设计应达到或者逼近合用的结果，这在实践中具有重要义。

CAE分析正是解决上述问题的理想工具。

原因是，该工具建立在相对准确的数学模型基础之上，从而可以近似获得实际指导生产实践的结果，此外，计算的快捷性使得在实际试模前，可以对于多个浇注系统和冷却系统进行评估直至优化，从而达到缩短设计和制造周期，提高质量的目的。

本文就CAE分析中注意的几个问题、做法作一些介绍，并给出一些事例进行说明。

(1)明确分析要求和重点。

不同的制品，进行CAE分析的目的是不同的。

对于外观件，不允许在表面上出现影响外观的注塑缺陷，如熔结痕等；对于非外观件，烧结痕的位置并不重要，但是如果制品具有严格的装配关系，则允许的翘曲和变形量成为追求的主要目标。

此外，所有的制品一般都要求能够满足平衡流动、均匀填充的要求。

实践中，同时满足多种要求是阅训模多数情况下是以满足一个主要的要求为主，在此前提下，再满足别的要求。

注塑模的CAE技术及实例分析

注塑模的CAE技术及实例分析1. 注塑模CAE技术国内外研究现状1.1 CAE技术概述及其在注塑成型中的应用计算机辅助工程分析，是应用计算机分析几何模型物理问题的技术，可以让设计者进行仿真以研究产品的行为，进一步改良或最佳化设计。

目前在工程运用上，比较成熟的CAE技术领域包括结构应力分析、应变分析、振动分析、流体流场分析、热传分析、电磁场分析、机构运动分析、塑料注塑成型模流分析等等。

有效地应用CAE，能够在建立原型之前或之后发挥功能协助设计变更，协助排除困难，累积知识经验，系统化整理，建立设计准则。

CAE以使用近似的数值方法来计算求解，而不是传统的数学求解。

数值方法可以解决许多用纯数学所无法求解的问题，应用层面相当广泛。

因为数值方法应用许多矩阵的技巧，适合使用计算机进行计算，而计算机的运算速度、内存的数量和算法的好坏就关系到数值方法的效率与成败。

注塑模CAE技术以有限元分析为基础进行模流分析，其分析模型是将产品的几何模型曲面离散为三角形或四边形形式的网格元素形态表示。

注塑模CAE 技术可用来帮助模具设计者及注塑成型加工者在开模前及生产过程中经由电脑模拟的结果了解熔体在充填、保压及冷却过程中的各种状态，如温度、压力、流速、密度、剪切力及应变等的分布与变化情况，进而由这些资料决定适当的产品及模具设计。

例如可决定适当的壁厚及其变化，可决定流道尺寸大小，选择最佳浇口位置，多模穴的安排，熔接线及排气孔位置的预测，冷却水管的设计等，并可建立加工视窗，提供适当的保压时间、保压压力、注射压力、加工温度、模具温度等，同时，可预测所需锁模力及成型品收缩率。

注塑成型分两个阶段，即开发设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。

传统的注塑成型方法基本步骤如图一所示，图一为现代模具开发步骤。

传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。

(新)CAE技术在注射模具设计及制造中的应用_

CAE技术在注射模具设计及制造中的应用CAE技术同CAD、CAM技术一样，是当今数字化设计领域重要的组成部分。

本文阐述了CAE技术的重要作用及MPI中各分析模块的作用，通过应用MOLDFLOW/MPI软件对电脑面板模具进行CAE综合分析，希望能对模具设计人员有所启发。

一、引言模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求。

与传统的模具设计相比，计算机辅助工程（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。

美国MOLDFLOW上市公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司，自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。

MOLDFLOW一直致力于帮助注塑厂商提高其产品设计和生产质量，MOLDFLOW的技术和服务提高了注塑产品的质量，缩短了开发周期，也降低了生产成本，MOLDFLOW已成为世界注塑CAE的技术领袖。

二、CAE技术的作用利用CAE技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压和冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。

这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义。

塑料模具的设计不但要采用CAD 技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。

三、CAE技术应用实例制件为电脑面板，一模一腔，材料为CHIMEI ABS‘POLYLACPA707’。

采用MPI 的流动、保压、冷却和变形分析模块检查塑件的质量，并得到优化的流道设计。

CAE在分子化合物塑料光学零件注射成型中的应用.

大的效用,要得能够利用平常的的注塑机出产较高品质的光学分子化合物塑料零件。四、工艺参变量的优化在分子化合物塑料注射成型过程中,工艺参变量众多,对收缩及残存应力影响较大的主要有:注射压力、注射温度、补充速度及速度曲线类型、保压压力体积趁早间、保压压力曲线类型、生产模型温度以及冷却系统的温度等。因为在注射过程中过大的剪切应力会造成过大的残存应力,并有可能引动分子化合物塑料的分解等欠缺;又因为塑件的收缩直接影响几何尺寸和面形,所以在注射过程中的剪切应力应该扼制在合理的范围内,况且尽力减小塑件的收缩。因为浇道系统及各部位几何式样不一样,不一样部位对充模熔体的流动(速度、压力)提出不一样的要求,否则就要影响熔体在这一部位的流改变性别能或高分子的形成晶体定向效用,以及制品的外表品质,所以这就要求认为合适而使用多级注
系统,调试成型工艺条件,可以预先推测补充的剪切应力、熔接线等,增长试模的一次成功率,增长产质量量和出产率。ＭｏｌｄＦｌｏｗ注塑ＣＡＥ软件是澳大利亚Ｍｏｌｄｆｌｏｗ企业研发的,对热范性分子化合物塑料熔体进入了生产模型的流动过程的摹拟剖析是十分成功的,尤其是在复杂事情状况下的剖析,是世界公认的注塑ＣＡＥ工业标准,它非常准确高效的摹拟注塑工艺全过程,能使出产厂家成功实现高品质、低成本、短周期的目的。如今,在天底下已获得了广泛的应用,有很多企业应用ＭｏｌｄＦｌｏｗ来改善其产质量量,缩减研发周期[2]。对于认为合适而使用平常的注射成型法制作光学分子化合物塑料透镜来说,因为透镜的厚度较厚,且厚度变动大,收缩系数变动大,所以很难凭经验预先推测生产模型结构和工艺参变量对制质量量的影响。对于光学分子化合物塑料零件来说,ＣＡＥ有更
工高精密度的光学分子化合物塑料零件。相形之下,国内仍认为合适而使用传统的工艺施行加工,加工的零件也以玻璃产品为主,光学分子化合物塑料的制作和应用还比较少。因为计算机硬件及ＣＡＥ(ｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ)软件的进展,所以可以利用软件来增长光学分子化合物塑料零件的成型品质况且缩减研发周期。二、光学分子化合物塑料零件注射成型的独特的地方工程分子化合物塑料零件成型的精密度普通在0 1～0 01ｍｍ级,而光学分子化合物塑料零件成型的精密度则在微米级,其面形精密度在波长级,如在ＣＤ读写头中的分子化合物塑料非球的表面透镜的式样精密度要求在0 1μｍ以内。光学分子化合物塑料成型的不论什么内里和外部欠缺都是不机械强度,而在光学分子化

塑料模具CAD集成技术以及CAE技术在注射模的应用

塑料模具CAD集成技术以及CAE技术在注射模的应用内容提要：通过分析计算机辅助注射模设计和制造的各个环节中共享的技术和信息，本文揭示了注射模CAD的集成技术的根本内涵，并提出了它的研究热点和趋势。

并且介绍了CAE技术在注射模中的应用。

（作者：bell Yanfeng Xu Jiankang Lai Wen wave）引言模具CAD集成技术是一项重要的模具先进制造技术, 是一项用高技术改造模具传统技术的重要关键技术。

从六五计划开始, 我国有许多模具企业采用CAD技术, 特别是近年, CAD技术的应用越来越普遍和深入, 大大缩短了模具设计周期, 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。

然而, 由于许多企业对模具CAD集成技术认识不足, 投资带有盲目性, 不能很好地发挥作用, 造成了很大的浪费。

本文就塑料模具CAD集成技术及其应用发表一些观点, 供大家参考。

长期以来，我国的注射模设计主要依靠设计者的经验和直觉，通过反复试模、修模修正设计方案，缺乏科学依据，具有较大的盲目性，不仅使模具的生产周期长、成本高，而且质量也难以保证。

对于大型精密、新结构产品，问题更加突出。

随着塑料制品应用的日益广泛，传统的注射模生产方式已不能适应现代社会发展对塑料制品产量、质量和更新换代速度的需求。

多年来，人们一直期望能预测注射成型时塑料熔体在模具型腔中的流动情况及塑料制品在模具型腔内的冷却、固化过程，以便在模具制造之前就能发现设计中存在的问题，修改图纸而不是返修模具。

注射模CAE技术的出现，使人们的这一愿望能变为现实。

1、塑料模具CAD集成技术塑料模具的制造, 包括塑料产品的造型设计、模具的结构设计及分析、模具的数控加工(铣削、电加工、线切割等)、抛光和配试模以及快速成形制造等。

各个环节所涉及的CAD单元技术有: 造型和结构设计(CAD)、产品外形的快速反求(RE)、结构分析与优化设计(CAE)、辅助制造(CAM)、加工过程虚拟仿真(SIMULATION)、产品及模具的快速成形(RP)、辅助工艺过程(CAPP)和产品数据管理技术(PDM)等。

注射模CAE技术的模拟试模设计仿真应用

注射模CAE技术的模拟试模设计仿真应用1 概述注射模cae技术是以计算机模拟为手段分析塑料加工过程并完成模具优化设计的塑料模具计算机辅助工程。

它是进行产品设计、制造、工程分析、仿真、试验等信息处理，并包含相应数据与数据管理系统在内的计算机辅助设计综合系统。

塑料注射成型是一个复杂的物理过程，非牛顿假塑性的高温塑料熔体在压力下通过浇注系统流向模具型腔，熔体由于模具中的冷却系统而快速固化，同时伴随熔体有剪切生热、体积收缩、分子取向和结晶过程。

因此全面深入理解注射成型需要高分子物理学、传热学、流变学以及成型工艺学等多方面的综合知识。

注射模CAE技术就是根据塑料加工流变学和传热学的基本理论，建立塑料熔体在模具型腔中的流动、传热的物理数学模型，利用数值计算理论构造其求解方法，利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体的动态充填、冷却过程，定量地给出成型过程的状态参数(如压力、温度、速度等)。

利用注射模CAE技术可存樟具制造之前，在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计中潜在的缺陷，突破了传统的在注塑机上反复试模、修模的束缚，为设计人员修改设计提供科学的依据。

CAE技术的应用带来的直接好处是省时省力，减少试模、修模次数和模具报废率，缩短模具设计制造周期，降低成本提高产品质量。

2 流动分析及其在模具设计中的应用流动分析的方法主要有两种:一种是分支流动法，它以一维流动分析为基础，把三维塑件从几何上分解成一系列由一维流动单元串联组成流动路径，在计算过程中，利用迭代计算，在满足各流动路径的流量之和等于总的注射量条件下，使各流动路径压力降相等。

这种方法计算时间短，但难以分析形状复杂的塑件。

另一种是流动网络法，它的基本思想是将整个型腔划分为网格，并形成相应于各节点的体积单元，建立节点压力和流入节点体积单元流量之间的关系，得到一组以各节点压力为变量的控制方程，并且根据节点体积单元的充填状况更新流动前沿。

模具设计指南-塑料注射模具CAE应用

第十四章塑料注射模具CAE应用14.1 引言计算机辅助工程(Computer Aided Engineering ,简称CAE )是计算机应用的一个重要领域，它是利用计算机来模拟工程中的动态过程，通过交互的人工操作与自动计算分析，求得最佳的分析结果，从而为设计者提供有力的决策工具。

有限元法被应用到塑料在三维型腔中的流动分析以后，逐步形成了塑料注塑模具CAE系统。

注塑模CAE系统是通过模拟整个注塑过程及这一过程对注塑产品的影响，进一步预测模具设计中可能存在的缺陷，并在模具制造前对模具设计进行评价和优化，从而达到：1.)提高产品质量；2.)拓宽注塑工艺范围；3.)缩短开发周期；4.)降低生产成本的目的。

从注塑方法上来看，现在的CAE系统除了模拟常规的注塑成型，还能模拟双色注塑、气体辅助成型及热流道注塑等。

Moldflow就是这样一个塑料注射模CAE专业软件。

目前我们部门拥有该软件的4个模块：MF/Flow(流动分析)、MF/Cool(冷却分析)、MF/Shrinkage(收缩分析)及MF/Warp(翘曲分析)。

下面就每个模块的应用分别加以介绍。

14.2 流动分析14.2.1 相关基本概念a. 滞流模型描述：1.长*宽*深：25*28*30(mm*mm*mm)2.基本壁厚：0.8 mm ~1.5mm3.材料不流动温度：154.7℃原方案：胶口位置设在离最小壁厚较近A 处优化方案：胶口位置设在离最小壁厚较近BB当浇口位置选择在A 处时，熔融塑胶较迅速地到达薄胶位，由于充填薄胶需要的压力较大，胶流在该处停滞而先充填型腔其它较厚的位置，并在此处出现局部低温。

当最低温度低于材料的不流动温度时，将出现充填不足。

如图14-2(a)所示。

当胶口位置选择在B 处时，推迟了熔融塑胶到达薄胶位的时间，减少热量的散失，有利于充填。

如图14-2(b)所示，浇口位置移到B 处后，最低温度高于塑胶的不流动温度，可满足型腔的充填要求。

CAD_CAE技术在注射模设计中的应用

收稿日期：２００８一０７—２４ｌ修改稿收到日期：２００９一０６—１５。作者简介：刘细芬，女，广西南宁人，副教授，现主要从事材料成型方面的研究。发表论文数篇。Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｘｉｆｅｎ２０００＠１６３．ｃｏｍ。基金项目：广西工学院科学基金（院科自０８４０１１３）。
万方数据
现代塑料加工应用
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉｕｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｘｉ，５４５００６）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＡＤｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｕｌｄｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｒ盎ｌｄｉｎｇｂｙＣＡＥｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅｐｒｏｃｅｓｓｕｓｉｎｇＣＡＤ／ＣＡＥｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｄｅｓｉｇｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｕｌｄａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｕｌｄｕｓｉｎｇＰｒｏ／Ｅｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙｅｘａｍｐｌｅ．ＢｙｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｆｉｌｌｉｎｇａｎｄｃｏｏｌｉｎｇｗｉｔｈＭｏｌｄ— ｆｌｏｗｓｏｆｔｗａｒｅ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｕｌｄｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ
随着塑料制件的广泛应用，塑料模具的设计成为模具工业中极为重要的一个方面。由于塑料新品种的不断出现以及蝇料制品在结构、外观上要求的日益提高。传统的二维模具设计方法难以适应现代化生产和集成化技术的要求，而且模具设计是一个设计、修改、再设计的反复迭代不断优化的过程。对塑料模进行计算机辅助设计（ＣＡＤ）和计算机辅助工程（ＣＡＥ）的技术分析，提高了模具设计水平，缩短了产品研制周期，对于注塑模技术的发展具有重要意义口］。

CAE技术在光学透镜注射模设计中的应用

收稿日期：Ｏ６４５２Ｏ —０ —２。基金项目：国家自然科学基金重大项目（Ｏ９３２。１５０５）作者简介：周应国（９８，河南信阳人，１７一）男，博士研究生，主要研究方向：高分子材料成型加工数值模拟，地址：河南省郑州市文化路９号附１１８ｒ７号４号信箱，电话）３１３８５７（（Ｏ７ —６８７６，电子信
中图分类号：Ｐ９．；３０６文献标识码：文章编号：０ — １（ｏ７０— ０１０Ｔ３１２Ｑ２．２７Ｔ６Ｂ１１２８２０）１００ — ４０６
ＡｐｉａｉｎｏｐｌｔｏｆＣＡＥｅｈｎｌｇｉｄｓｇｃｔｃｏｏｙｎｅｉｎ
箱）瑚昏．．ｕ ∞，剐ｅ．ｄ１３ｃｒ６．ｒｏｔｏ
模拟出塑料熔体在注射成型过程中的流动保压和冷却过程以及预．产品中的应力分布、？贝４分子取向、收缩和翘曲变形等。在塑料透镜模具设计中，应用ＣＥＡ技术帮助预测聚合物熔体在型腔中的成型过程，及早发现问题，及时修改模具设计，提高一次试模成功率，以缩短开发周期，降低生产成本，增强市场竞争
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模具工业２０年第３卷第１０７３期
ＣＥ技术在光学透镜注射模设计中的应用Ａ
周应国，陈静波，申长雨，闽志宇
（郑州大学橡塑模具国家工程研究中心，河南郑州４００）５０２
摘要：将注射成型中塑料熔体在型腔内充填模拟基本理论及熔体前沿跟踪技术应用到具体的光学透镜模具设计中。通过对模拟结果的分析与评判，有效预防了原模具设计方案用于实际生产时可能出现的问题，生产出了合格的产品，ＡＣＥ技术的可靠性与实用性得到证实。关键词：注射成型；充填；模具设计；光学透镜；ＡＣＥ技术

注射模CAE流动模拟技术综述

优化的模具温度。借助于流动分析与冷却分析的耦合，可以合理地确定熔体温度和模具温度。
０引言
注射模ＣＥ根据塑料成型流变学、热传学和数值Ａ计算方法的基本理论建立熔体在模具型腔内的流动、热传递的数学物理模型，利用计算机图形学技术，直观地模拟出熔体在模腔中的动态填充过程、保压过程和冷却
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第２Ｏ卷第２期２０ｏ７年３月
Ｄｅｅｏｍｎ＆Ｉｎｖｔｎｏａｈｎｒ＆ＥｅｔｃｌｒｄｃｓｖｌｐｅｔｎｏａｉｆｃｉｅｙｏＭｌｃｒａｏｕｔｉＰ
机电产品开发与崭
熔体流经壁部较厚的区域时，流动阻力比较小；流
果流道阻力太大，会降低型腔内压力；但是如果减小流道阻力而任意增大流道尺寸，则会延长熔体冷却时间。
通常．流道的布置可以分为两类，一类是平衡式，在这
平衡的流道系统，并最大程度地优化流道体积。
：３
’ Ｉ
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图２所示是某厂用一模八腔生产的产品，材料为
ＡＢＳ，长
２０ｍ，宽１０５ｒａ０ｍｍ，厚度为２ｍ．ｍ，采用非自５
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（）ｂ
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种布置中．流道的特征相同，熔体的流动是平衡的，每
个型腔的压力、温度是相同的；另一类是非平衡式流道的布置，它分两种情形，一种是各个型腔的尺寸和形状相同．只是各型腔距主流道距离不同而使得流道布置不

简述cae技术在塑料注射成型中的典型应用

简述cae技术在塑料注射成型中的典型应用
塑料注射成型是一种常见的制造工艺，它在许多领域中都有广泛的应用。

而在塑料注射成型中，计算机辅助工程（CAE）技术的应用可以提高生产效率、降低成本，并确保产品的质量和性能。

CAE技术可以在注射成型过程之前对模具进行仿真分析。

通过建立模具的三维模型，并在计算机上进行模拟，可以预测模具的流动和填充情况。

这有助于优化模具的设计，避免出现气泡、缩水等缺陷。

同时，还可以通过模拟分析来确定最佳的注射参数，如温度、压力和速度，以确保塑料充分填充模具腔体，从而获得高质量的成品。

CAE技术还可以帮助优化注射成型过程中的冷却系统。

通过模拟分析，可以确定最佳的冷却水路设计，以实现均匀的冷却效果，并避免成品出现变形或收缩。

同时，还可以预测注射成型过程中的温度分布，以便及时调整冷却系统，提高生产效率。

CAE技术还可以对注射成型过程中的应力和变形进行分析。

通过模拟分析，可以预测成品在注射过程中可能出现的变形情况，以便及时调整模具结构，避免成品出现尺寸偏差或变形。

同时，还可以预测成品在使用过程中可能承受的应力，从而优化产品设计，提高产品的强度和耐用性。

CAE技术在塑料注射成型中的应用可以帮助优化模具设计、注射参数调整、冷却系统设计以及产品结构优化，从而提高生产效率、降
低成本，并确保产品的质量和性能。

通过充分利用CAE技术，塑料注射成型行业可以更好地满足市场需求，推动行业的发展。

CAE技术在注射模冷却系统设计中的运用

ｉｅｔｎｍｌＣＥｓｆａｅＯｅｅｌｉｓｎｅＡｅｏｎｒｃｓｏｈｐｉ￣ｎｃｏｏｄＡｏｔｒ．ｖｒａｒａｎｔｃ，ＣＥｍｔｄａｄｐｏｅｓｆｔｅｏｔｊｉｗａｈｍ
ｄｓｎｏｉｅｔｎｍｏｏｌｇｓｓｍｉｄｓｒｅ，ｔｒｖｄｓｎｉｏｔｎｒｆｒｎｅｍｔｏｅｉｆｎｃｏｌｃｏｉｙｔｅｃｉｄｉｐｏｉｅｇｊｉｄｎｅｓｂａｍｐｒｔｅｅｃｅｈｄａｅ
ｔｅｌｉｇｔｅｏｔｌｃｏｉｇｓｓｍ．ｏｒａｉｎｐｉｏｌｙｔｚｈｍａｎｅ
Ｋｅｏｄ：ｎｅｔｎｍｌ；ｏｌｇｓｓｍ；ＡｙｗｒｓｉｊｃｏｏｄｃｏｉｙｔＣＥｉｎｅ
１引言
注射成型过程是一个热交换过程。塑料成型周在
究，则始于２０世纪９０年代初期。
期中，／３４以上的时间用于模具冷却。冷却系统的设计。直接影响着模具冷却效率和型腔表面温度，从而对注射生产的效率和质量产生重要影响。一个高效和均匀的冷却系统设计能够显著地减少冷却时间，提高
成型效率，对消除塑件翘曲变形、并内部应力及表面质量缺陷产生影响。长期以来，注射模冷却系统的设计主要采用传统方法，却管道的布置和冷却参数的确定往往在设计冷
助于计算机求出近似解。迄今为止，求近似解的数值方法主要有有限差分法（Ｄ、ＦＭ）有限元法（Ｅ、ＦＭ）边界元法（Ｅ。而且由于绝大多数塑料制件的厚度尺寸往ＢＭ）

CAE在注塑模具设计中的应用

传统方式存在着不少问题：设计周期长；废品率
并另外还有美国的ＩＥ，国的ＣＤＭＯＬ，－ＡＳ德ＤＡＤ等软件的应用也比较广泛【。２］
２）国内
近年来，国的注塑ＣＥ技术研究开发和推我Ａ
广应用也取得了一定的成绩，如郑州大学的ＺＭｏｄ软件和华中科技大学的ＨＣＥ软件。但 — ｌＳＡ是，大部分企业对注塑ＣＡＥ技术重视不够，识认
工艺参数的选择，对降低生产成本、提高塑件质
件有澳大利亚的ＭＦ公司的Ｍｏｄｏ和美国ｌｆｗｌＡＣＴｃ司的ＣＭＯＤ（ —ｅｈ公．Ｌ￣被Ｍｏｄｏ公司合ｌｆｗｌ
量、缩短新产品开发周期起着关键性的作用。传统的注塑模设计都是以积累的经验和大胆尝试相结合，然后通过装配后的试模来发现问题（图１如所示）。发现问题后从产品设计、模具设计、模具制造到试模进行调整，最后才进行模具生产…。
１注塑成型ＣＡＥ技术现状及发展
１１注塑成型Ｃ．ＡＥ技术的现状１国外注塑ＣＡＥ技术的应用在国外已经相当普遍。早在２０世纪５０年代，就有美国学者通过数值方
球。至２００４年，Ｍｏｄｏ软件在全球注塑ＣｌｆｗｌＡＥ市场的占有率高达７％【。用户可以通过５３ＪＭｏｄｏｌｆｗ软件实现对材料的选择、制品的形状结ｌ

CAE在塑料光学零件注射成型中的应用

CAE在塑料光学零件注射成型中的应用摘要:目前光学塑料非球面零件在各种光电仪器中的应用越来越普遍。

针对在注射成型光学塑料零件时对质量的特殊要求,本文介绍了利用注射成型ＣＡＥ(ｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ)软件Ｍｏｌｄｆｌｏｗ,通过对塑料填充过程、保压过程和冷却过程的模拟分析,对在成型中各工艺参数和模具结构影响光学塑料零件的残余应力和收缩率等最终质量问题进行了研究。

从工艺参数的选取和模具结构设计等方面,提出了如何改善成型光学塑料零件质量的措施,给出了模具面形成型前补偿的方法。

通过采用最大实体原则,利用Ｍｏｌｄｆｌｏｗ分析结果进行模具面形补偿最优化计算。

关键词:注射成型;ＣＡＥ;光学塑料零件;最优化;面形补偿一、引言随着近代光学和光电子技术的飞速发展,光电仪器以及构成这些光电仪器的零件发生了深刻而巨大的变化。

由于模具材料、模具制造技术和精密模压工艺的发展,所以可以采用模压技术加工精密光学塑料零件,特别是非球面光学零件、透镜阵列和其它一些难以加工的特殊形状的零件。

精密模压成型技术适于大批量生产,成本较低,它适宜制造各种复杂形状的光学零件[1]。

虽然塑料光学零件耐热性差、线膨胀系数大、双折射大等,但它却具有制造成本低、易于制造复杂形状及非球面、重量轻、抗冲击性能好等优点。

随着成型技术、新型塑料材料、镀膜技术的发展,光学塑料零件的应用越来越广泛。

目前,国外各种光学塑料零件加工工艺已经比较成熟,可以经济地加工高精度的光学塑料零件。

相比之下,国内仍采用传统的工艺进行加工,加工的零件也以玻璃产品为主,光学塑料的制造和应用还比较少。

由于计算机硬件及ＣＡＥ(ｃｏｍｐｕｔｅｒａｉｄｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ)软件的发展,所以可以利用软件来提高光学塑料零件的成型质量并且缩短开发周期。

二、光学塑料零件注射成型的特点工程塑料零件成型的精度一般在0 1～0 01ｍｍ级,而光学塑料零件成型的精度则在微米级,其面形精度在波长级,如在ＣＤ读写头中的塑料非球面透镜的形状精度要求在0 1μｍ以内。

基于CAE技术优化注射模设计

这种方式对新产品的开发明显滞后．模具设计时对在
的ＨＣＥ、ＳＡ郑州大学的Ｚ —ＭＯＤ分析软件等。Ｌ
２注射模ＣＥ分析造时才发现的问题所导致的高额成本和时间延迟。有必要考虑产品几何造型、料材
工艺参数的优化与否是决定塑件产品最终质量的三
在国内相关研究中，于各种高聚物成型数值模拟对
方面的研究虽然开始的比较晚。但对于注塑模ＣＡＥ技术研究的发展速度却非常快。使得我国的注塑模ＣＤＡ／Ｃ／Ａ研究和应用水平有了较大程度的提高。目前ＡＥＣＭ
的设计当中去了。
随着市场对塑件产品的及时更新性和质量要求
不断地提高。求企业在最短的时间内、要最低的成本
下得到性能优越、质量稳定、尺寸精确的塑件产品。这
势必对模具设计企业带来更大的挑战和机遇。众所周知，件产品设计的合理性、具设计的优劣和生产塑模
本功能和实际意义做了较详尽的说明，并介绍了注塑成型ＣＡＥ技术与优化理论相结合．实现注射模具动态优化设计的理论及方法，出了将Ｃ指ＡＥ分析技术与优化设计理论相结合的方法来优化注射模设计的必然性
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第６期（第９总９期）
机械管理开发