1_02Moldflow设计原则
模流分析(MOLDFLOW)
一. 压力條件对产品的影响1.高保压压力能夠降低產品收縮的機會补充入模穴的塑料越多，越可避免產品的收縮高保压压力通常會造成产品不均勻收縮，而导致產品的翹曲变形对薄殼產品而言，由於壓力降更明顯，上述之情況更加嚴重2.Over packing 過保壓保壓壓力高，澆口附近體積收縮量少遠離澆口處保壓壓力低且體積收縮量較大導致產品翹曲變形，產品中央向四周推擠形成半球形(Dome Shape)3. Under packing 保壓不足澆口附近壓力低遠離澆口處壓力更低導致產品翹曲變形，產品中央向四周拉扯形成馬鞍形Twisted shape保壓時間如果夠長，足夠使澆口凝固，則可降低體積收縮的機會澆口凝固後，保壓效果就無效果一、澆口位置的要求：1.外观要求(浇口痕跡, 熔接线)2.產品功能要求3.模具加工要求4.產品的翹曲变形5.澆口容不容易去除二、对生产和功能的影响：1.流長（Flow Length）決定射出壓力，鎖模力，以及產品填不填的滿流長縮短可降低射出壓力及鎖模力2.澆口位置會影響保壓壓力保壓壓力大小保壓壓力是否平衡將澆口遠離產品未來受力位置（如軸承處）以避免殘留應力澆口位置必須考慮排氣，以避免積風發生不要將澆口放在產品較弱处或嵌入处，以避免偏位（Core Shaft）三、选择浇口位置的技巧1.將澆口放置於產品最厚處，從最厚處進澆可提供較佳的充填及保壓效果。
如果保壓不足，較薄的區域會比較厚的區域更快凝固避免將澆口放在厚度突然變化處，以避免遲滯現象或是短射的發生2.可能的話，從產品中央進澆將澆口放置於產品中央可提供等長的流長流長的大小會影響所需的射出壓力中央進澆使得各個方向的保壓壓力均勻，可避免不均勻的體積收縮射出量/切换点的影响射出量可由螺杆行程距离的設定決定射出量包括了填滿模穴需要的塑胶量以及保压時須填入模穴的塑膠量切換點是射出機由速度控制切換成壓力控制的點螺桿前进行程過短（切換點過早）會導致保壓壓力不足假如保压压力比所需射出壓力還低，產品可能发生短射PVT特性p –压力; v –比容; T –溫度描述塑胶如何随着压力及溫度的变化而发生体积上的变化。
模具moldflow设计
Moldflow课程报告学院专业班级学号姓名联系方式指导教师年月日Moldflow模流分析報告内容提要一. 分析目的-------------------------------------------------------- 2二. 材料-------------------------------------------------------------- 2三. 工艺参数-------------------------------------------------------- 4 四．浇口最佳位置分析---------------------------------------------4 五. 方案一分析结果---------------------------------- -------------6 六．方案二分析结果---------------------------------- -------------16 六. 总结------------------------------------------------------------- 26 八. 讨论------------------------------------------------------------- 27一．分析目的：在本报告中，我们用Moldflow 软件对电脑面板的各种不同的流道系统进行了分析，并做了总结。
在本次分析中，由于零件的设计已经固定，我们不能修改零件的形状，因此我们只能修改浇口的位置和流道的尺寸。
这在一定程度上限制了产品质量问题特别是熔接痕和翘曲变形方面的解决。
我们仅仅修改了浇口的类型、大小和工艺参数。
我们采用MPI的流动、保压、冷却和变形分析模块来检查塑件的质量并得到优化的流道设计。
塑件使用的材料是CHIMEI ABS ‘POL YLAC PA707’, 但在本次分析中，由于我们在Mold－flow 材料库中不能找到精确的收缩数据，我们修改并建立了个人材料库。
Moldflow成型条件设定
产品内外表面的冷却不均，导致产品产生翘曲，减小此翘曲的方法是使 公母模的冷却均匀，解决方法： 调整冷却水管排布 调整冷却液温度 在积热的地方加强冷却
收 缩 不 均
产品不同区域的收缩大小不一，所以不同区域之间产生内应力，致使产 品产生翘曲。
中间收缩大于四周，产生马鞍形翘曲。
产品各区域收缩不均导致变形， 解决方法： 调整保压曲线 修改产品设计
判断结果
在Buckling和Automatic的分析结果Screen out中会给出一个叫 Lambda的参数，根据这个参数，按照下列原则就可以判断材料是否 屈服：
Lambda<1: 材料出现屈服，用Large Deflection Lambda>1: 材料未出现屈服，用Small Deflection
•Flow - Cool - Flow - Warp (FCFW)
–冷却分析采用料到达此元素时的即时温度做为初始的 料温
–即时温度是用假设的恒定及统一的模温计算出来的
最佳分析序列
哪个序列是最佳的分析序列？
•FCFW 在流动分析的初始时假设恒定的模温
•CFW 假设冷却分析时的初始料温为常温 •对于翘曲的预测，假设恒定的料温比假设恒定模 温预测的更精确
变形的原因
塑料在成形过程中，由于温度、压力等因素 的影响，在材料分子之间产生很大的内应力，在 这种内应力的作用下，产品就产生了变形翘曲。 在应力和应变之间存在着一种特定的关系， 每种材料都不相同。 下面首先从理论上讲述一下应力和应变的关 系。
理想弹性变形
材料在受到应力的作用下会发 生变形，理想的弹性材料应力-应变 如右图所示，应变随着应力的增大 而增大，且成正比(线性)关系。
–因此CFW 是首选的运行序列
Moldflow设计原则
注塑成型流动行为设计原则注塑成型流动行为设计原则注射成型注射成型注塑成型机注塑成型机锁模单元液压单元Hopper 漏斗Screw (Ram)螺杆Barrel 料筒Heaterbands电热器来自外部单元的模具冷却在料筒和模具之间的喷嘴Nozzle (不显示)冷却时间开模时间充填时间保压时间注塑成型周期注塑成型周期周期时间充填时间保压时间冷却时间开模时间22秒19102注塑成型周期注塑成型周期充填Filling–模具闭合，螺杆快速向前移动，在模穴壁形成凝固塑料皮层保压Packing(保持Holding)–模穴填满，保压开始，冷却开始漏斗料筒螺杆模具螺杆对熔融塑料施加一定的压力使更多的塑料进入模穴内，这也称为“补偿阶段”。
注塑成型过程注塑成型过程冷却Cooling–保压完成，浇口凝固关闭，冷却继续–螺杆快速后移，开始为下一次注射塑炼树脂 开模Mold Open –冷却完成，模具打开注塑成型过程注塑成型过程注塑模具注塑模具固定侧可动侧流动行为流动行为在注塑模具中一个塑料分子会做些什么?充填阶段加压阶段补偿阶段Filling ，计量的充填模穴Pressurization ，建立模穴压力Compensation ，挤入额外的塑料以减少收缩成型各阶段成型各阶段喷泉流动喷泉流动描述塑料在一个模具中的流动现象首先进入的材料出现在浇口附近的表面最后进入模穴的材料，在中心层的熔融塑料下游出现对分子和在产品表面的纤维配向有直接的影响分子配向由剪切流动引起。
在凝固层剪切量高，因此导致最高的配向。
流动截面/分子配向流动截面/分子配向剪切率最小最大张力张力低配向高配向由剪切流动产生的热输入和进入模具的热损失之间应该是平衡的。
冷的模具热的熔融塑料热损失进入模具高剪切率热输入塑料流凝固层较快的注射速率较慢的注射速率对比流动截面/热交换流动截面/热交换注射时间/凝固层厚度注射时间/凝固层厚度较短的注射时间将会生产较薄的凝固层及较大的流动通道。
MOLDFLOW详细操作手册
VS
4. 在必要情况下，采用多级注射工艺 来改善填充效果。
05
Moldflow案例分析
案例一：手机壳模具设计优化
总结词
通过Moldflow对手机壳模具进行模拟分析， 优化模具设计，提高生产效率和产品质量。
1. 导入3D模型
将手机壳的3D模型导入Moldflow软件中，并 进行适当的单位和网格划分设置。
冷却介质
根据模具结构和生产条件，选择合适的冷却介质，如水、油等， 以提高冷却效果和减小冷却时间。
模具热平衡分析
温度场分布
通过热平衡分析，了解模具温度场分布情况，为优化模具设计和减 小热误差提供依据。
热传导与对流
分析模具材料、冷却介质和塑料之间的热传导与对流情况，以提高 冷却效果和减小成型周期。
热膨胀与收缩
多模腔模拟
模腔耦合分析
通过多模腔模拟，分析各模腔之间的耦合效应， 以优化模具设计和减小成型误差。
充型平衡
通过多模腔模拟，分析各模腔的充型情况，以实 现各模腔的充型平衡和减小缺陷。
冷却平衡
通过多模腔模拟，分析各模腔的冷却情况，以实 现各模腔的冷却平衡和减小成型周期。
04
Moldflow常见问题与解决 方案
浇注材料等。
03
4. 设计调整
根据模拟分析结果，对模具设计方案进行调 整，如优化浇注系统、改进模具结构等。
05
04
3. 模拟分析
对模具进行充填、流动、保压和冷却 等模拟分析，观察分析结果，评估模 具设计方案的有效性和可行性。
06
5. 验证调整效果
通过再次模拟分析验证调整后的模具设计方案 效果，确保方案的有效性和可行性得到提高。
4. 尝试增加模拟迭代次数或采用更高级的求解算法以提高模 拟精度。
如何使用MOLDFLOW来帮助产品设计优化,模具设计优化和工艺优化
优化前
25
优化后
案例 6 优化模具设计解决产品变形问题
优化前
优化后
优化后相应产生模温差，并且省掉了加工隔水片的费用和工时。
26
三、优化工艺参数
1、优化保压曲线 2、优化冷却水路温度 3、优化螺杆曲线
27
案例 1 优化工艺
产品: 材料: 目的： 车灯配光镜 PMMA 工艺调试变形 透明 优化工艺
原始方案: 流道完全冷却所需时间117秒, 如果 按照流道冷却50%时顶出, 成型周 期约75秒.
优化方案: 流道完全冷却所需时间68秒, 如果 按照流道冷却50%时顶出, 成型周 期约50秒.
打一个产品可以节约25s
24
案例 6 优化模具设计解决产品变形问题
产品: 材料: 问题: 结果: 配光镜 PC 变形 解决了变形问题
底部镶块的水温设置为25度 其他冷却水路温度不变, 为55度
32
案例 2 优化冷却水温度解决翘曲变形
5倍放大效果图，最大整体变形为： 1.119mm
5倍放大效果图，最大Z向收缩变形 为：1.2 mm
可见,变形量大大降低
33
16
二、优化模具设计
1、为模具设计人员提供最佳浇口位置和数量方案------浇口位置和数量的好坏是一幅 模具成功的一半 2、优化浇口尺寸和流道尺寸, 流动平衡, 缩短成型周期 3、优化冷却水路, 降低成型周期
17
案例 1 向模具设计提供最佳浇口方案
产品: 材料: 手套箱外观件 PA66+40% 目的：浇口位置对熔接线的影响
蓝色区域壁厚从3mm 增加至4.5mm，
6
案例 1 优化产品设计解决翘曲变形
优化结果
1.87mm
Moldflow四化标准
4. 塑件形体结构设计不合理。设计塑件形体结构时，壁厚应尽量一致。若塑件的壁厚差异较大，可通过
调整浇注系统的结构参数或改变壁厚分布来解决。5、制品壁厚太厚或边角处热量集中，制品难以冷却。
一般制品壁厚不超过3.5mm(气辅或发泡除外)，边角处若较厚可使顶面壁厚渐变减薄，使该区域充分冷却，
减少收缩。6、工艺调整A、压力调整
浇口晕的研究 定义：浇口晕指浇口上表面产品出现亮斑通常为云状色变。
产生原因：由于剪切速率较大 熔胶破折导致。
解决方案：1改变浇口进胶尺寸。减少剪切速率 3提高模具温度
工艺方案：模温机来调节温度到目标温度，调整工艺曲线，进胶 位置采用低速 最高速，通常出现在ABS料。
MF标准：剪切速率与剪切应力在材料范围内，模具温度达到模具 目标温度。
发生位置：1浇口附近 2 筋位较多处。
位置解释：浇口附近产生顶针印由于1 浇口附近剪切热过多 2 浇口附近压力较大 3 产品结构转弯较多 4产品末端保压不足 综合4个方面的原因会导致产品缺陷发生 筋位产生顶针印由于1筋位过保压导致包裹力很大，顶出时产品承受力不够导致。
基准化标准： 剪切温度大于20度 压力80MPA 产品末端保压不主 2 筋位过保压。
产生位置：1 产生壁厚突变区域 2 产品筋位 3浇口附近。
位置解答：浇口附近缩痕与浇口大小与形状的改善对缩痕的产生影响不大，最优 方法把浇口移动到非产品外观面，或浇口采用顺序阀进胶可以改善缩痕。缩痕产生 与产品壁厚差距上，保压采用低压长时方法来改善产品位置的缩痕缺陷。产品筋位 产品缩痕是与产品结构有直接的关系，当产品结构复杂条件下 筋位缩痕是无法用保 压来改善的，只能与产品壁厚来改善。
12
Moldfow四化标准
加强筋的研究
MOLDFLOW的模具设计
模具設計模具是賦予成品固定的幾何形狀﹐用以重覆大量生產成品的工具。
除了產品外形、肉厚設計﹐還需要考慮澆口位置﹐流道排列﹐冷卻管路配置﹐滑塊、頂針、機構等。
模具設計準則傳統上在模具設計﹐首先考量的是機構因素﹐安排分模面、軸向位置、滑塊頂針、澆口位置、流道排列等﹐最後才想到塑料應如何充填。
但通常模具設計者本身並不具備成型的概念﹐不瞭解究竟多少壓力差才能填滿整組模穴﹔為了確保成型性﹐一般均採取較謹慎保守的方式-加大流道面積﹐加多澆口數目等﹔當有了成型問題﹐塑料跑不到的地方再多開一個澆口...這個現象今天在台灣依然普遍。
要得到良好成品,需要瞭解模具內部的流動行為: 塑料在高溫下熔融成液態﹐射出機台賦予一股壓力﹐熱熔體會因壓力差由高壓往低壓方向流動。
模壁兩側速度較中央為慢﹐是因受到反方向的摩擦力所致。
事實上﹐在射出充填階段﹐仍然可以細分成兩部份:1.流動:塑料由噴嘴流出﹐經主澆道至流道、澆口而注入模穴﹐由流動起始至剛充滿模穴的瞬間﹐視為流動階段。
2.保壓:當完全填滿整個模穴後﹐由於塑膠熔體具有可壓縮性﹐來自於射座螺桿的壓力持續增加時﹐此壓力升高可以多填入額外約15%的物料。
之後﹐由於冷卻造成體積收縮﹐保壓後段更隨時填入新塑料以補償收縮減少的體積﹐正常情況下可填入約25%的額外體積﹐這約等於熔融熱塑料與冷固態塑膠的體積變化。
模具設計正確觀念傳統進行一項塑膠製品生產前﹐造形設計人員首先描繪出抽象的外形﹐以手工捏製出黏土模型﹐決定了尺寸後﹐再交由模具設計人員進行成品圖與模具圖繪製﹐完成後再去加工模具。
接下來﹐也許三個月後詴模﹐詴模結果經常是發現成型問題﹐需要反覆修模﹐修的不好還需補模﹐等詴好一個產品時﹐有時模具已是千瘡百孔﹔而中間過程所浪費的人力與時間更是難以估計！而我們的希望是一次詴模就能夠得到良好的產品。
為什麼需要詴模? --因為沒有人能準確預測塑料在模具內部的成型情況﹐而這一部份因素卻決定了產品品質。
當得到的產品不是原先所預期而有缺陷時﹐只能加以修改﹐以求得較好的產品。
Moldflow模流分析经典报告(简体版)
设置注射压力、注射速度、注射温度等边界条件。
塑化边界条件
设置塑化温度、塑化速度等边界条件。
模拟求解与结果分析
模拟求解
根据设置的边界条件进行模拟求解。
结果分析
对模拟结果进行分析，如压力分布、温度分布、流动行为等。
结果优化
根据分析结果对模型进行优化，提高成型质量和效率。
Moldflow模流分析
Moldflow模流分析是一种计算机模 拟技术，用于预测塑料模具填充、流 动、冷却和翘曲等行为，从而优化模 具设计和产品成型过程。
通过模拟分析，Moldflow可以帮助工 程师预测和解决模具制造和塑料产品 成型过程中可能出现的问题，减少试 模次数和缩短产品上市时间。
Moldflow模流分析的重要性
2. 翘曲变形分析不准确
翘曲变形是塑料成型过程中的常见问题，分析不准确可能导致模具优化措施失效。
3. 解决方案
加强Moldflow模流分析理论学习，深入理解流动前沿、翘曲变形等关键指标的含义和影 响。结合实际案例进行分析和总结，提高模拟结果解读能力。积极参与行业交流和技术培 训，不断更新知识和技能。
Moldflow模流分析的应用领域
汽车行业
01
Moldflow在汽车行业中广泛应用于汽车零部件的模具设计和产
品成型过程优化，如保险杠、仪表盘和座椅等。
电子产品
02
Moldflow模流分析可用于手机、电视、电脑等电子产品的模具
设计和产品成型过程优化。
包装行业
03
Moldflow可以帮助包装企业优化包装盒、瓶盖等产品的模具设
案例三：热流道系统模拟
总结词
热流道系统是塑料加工中常用的技术，通过加热模具流道来控制塑料熔体的温度和流动。 Moldflow模流分析可以用于热流道系统的模拟和优化。
moldflow_可以在模具设计前了解到产品在成型中可能遇到标准版文档
moldflow可降低填充壓力,降低機台所需的噸位從而降低注塑成本..為客戶提升價 值
.在其他條件相差不大的情況下. 左圖是設計者根據經驗設 計的流道大小填充壓力為59.5MPa.右圖是通過mold flow 分析後作出調整的流道填充壓力為46.51MPa.後者比前者 少12.99MPa.
8
此兩處可能存在短射的,建議用右圖兩點入水方式. 3
mold flow:可以幫助模具設計者實現經驗難以實現的不同產品的走膠平衡 問題,幫助設計者确定流道大小,減少改模和試模次數,提高模具設計和生產 效率及質量,同時縮短了交貨期.
左圖是設計者根據經驗設計的流道結果存在 走水嚴重不平衡的問題.
右圖是使用moldflow分析後設計的流道解決 了走水不平衡的問題.
moldflow:可以在模具設計前了解到產品在成型中可能遇到的問 1. 題,可建議客戶在不影響外觀和功能的前題下對產品作部分修改.
2. Moldflow可以在模具設計時提供入水點位置及數量參考
mold flow:可以幫助模具設計者實現經驗難以實現的不同產品的走膠 3. 平衡問題,幫助設計者确定流道大小,減少改模和試模次數,提高模具設
1
moldflow:可以在模具設計了解到產品在成型過程中可能遇 到的問題,可建議客戶對產品部分或入水位置作修改.
此處膠位太薄,結合線,及困氣可能造成強度 弱,需加厚膠位或者修改入水位置
2
Moldflow可以在模具設計時提供入水點位置及數量參考.
moldflow:可以在模具設計前了解到產品在成型中可能遇到的問題,可建議客戶在不影響外觀和功能的前題下對產品作部分修改. Moldflow可讓模具設計了解哪些地方存在困氣和夾線. Moldflow可以在模具設計時提供入水點位置及數量參考. Moldflow可讓模具設計了解哪些地方存在困氣和夾線. mMoollddffllooww可可節讓省模原具材設料計,了降解注哪塑些成地本方. 存在困氣和夾線. 此并兩且處 水可口能料存比在左短圖射要的多出,建1議/3用. 右圖兩點入水方式. m左o圖ld是flo設w計:可者以根幫據助經模驗具設設計計的者流實道現大經小驗填難充以壓實力現為的5不9. 同產品的走膠平衡問題,幫助設計者确定流道大小,減少改模和試模次數,提高模具 設右計圖和 是生通產過效mo率ld及flo質w量分,析同後時作縮出短調了整交的貨流期道. 填充壓力為46. 在左注圖射 是壓通力過和mo其ld他flo條w件分相析差後不設大計的的情流況道下. . moldffllooww::可可以以在幫模助具模設具計設了計解者到實產現品經在驗成難型以過實程現中的可不能同遇產到品的的問走題膠,平可衡建問議題客,戶幫對助產設品計部者分确或定入流水道位大置小作,減修少改改. 模和試模次數,提高模具 m設o計ld和flo生w可產降效低率填及充質壓量力,同,降時低縮機短台了所交需貨的期噸. 位從而降低注塑成本. 在左注圖射 是壓通力過和mo其ld他flo條w件分相析差後不設大計的的情流況道下. . m右o圖ld是flo通w:過可m以o在ld 模flo具w分設析計後前作了出解調到整產的品流在道成填型充中時可間能為遇2到. 的問題,可建議客戶在不影響外觀和功能的前題下對產品作部分修改. M左o圖ld是flo設w可計以者在根模據具經設驗計設時計提的供流入道水大點小位填置充及壓數力量為參59考. 此處會困氣且有結合線, 需加入疏氣, mold flow:可以幫助模具設計者實現經驗難以實現的不同產品的走膠平衡問題,幫助設計者确定流道大小,減少改模和試模次數,提高模具 設計和生產效率及質量,同時縮短了交貨期. moldflow可節省原材料,降注塑成本.
简析Moldflow软件的设计应用
简析Moldflow软件的设计应用注塑模具是工业产品生产中重要的生产工具，随着注塑模具设计的不断发展和完善，其所设计和制作出来的塑胶产品也在电子、机械、建筑业、汽车等领域得到了广泛的应用。
而随着产品设计水平越来越高，其对于模具的要求也越来越高，传统的注塑模具设计方法也已经无法满足对于塑胶产品质量的要求。
而CAE 技术的出现和应用极大的弥补了传统注塑模具设计的不足，以Moldflow为代表的模拟流动分析软件在新型注塑模具设计中有着重要的应用价值，能够动态的分布在注塑过程中的各个工艺流程，从而提高注塑产品的质量和生产效率。
1、注塑模具成型工艺的基本流程注塑模具的制作一般可以分为三个阶段，分别为：（1）成型前准备，注射前的一系列准备对注塑模具影响重大，其准备工作有：对原材料工艺形成的检测如塑料色泽、热稳定性、粒度及均匀率、流动性等；物料预热和干燥；嵌件的预热；料筒的清洗；脱模剂的选用；（2）注塑模具成型过程，这个过程主要包含了原材料加热、塑化加压、模具内冷却等工艺；（3）塑件的后续处理，由于金属嵌件等的影响可能导致塑化不匀、结晶和冷却不匀等，因此结合塑件性质必须做后续处理，常见的有调湿处理、退火处理等。
2、Moldflow软件的应用2.1 优化塑料制品在Moldflow的辅助分析下，能够得到与塑料制件在实际应用时壁厚的最优参数，从而有效的提升塑料制品的结构稳定，并降低生产周期和成本，确保塑料制品实现充填完全的效果。
2.2 优化模具结构通过Moldflow分析能求得最优化的浇口位置和数量，还能算出其冷却系统和流道系统，对磨具加工中各个系统的尺寸做优化分析，从而减少修模次数。
2.3 优化生产工艺参数通过Moldflow还能得出注塑模具设计和生产中最优的模具温度、溶体温度、保压压力、注射压力、保压时间等，极大的提升注塑模具生产的质量。
3、实例应用分析这里以一个简单的手机外壳为例分析其应用，通过成型前的准备和处理，然后分析不同的浇口数量和位置，对其制作中的压力、填充时间、气穴分布等进行调整，给出对应的解决方案。
moldflow 2010培训之《moldflow设计准则》
射出压力 剪切应力
可以降低在机台喷嘴的熔胶温度 优化成品的温度分布 降低在竖浇道温度差异使成品温度是正 确的
© 2009 Autodesk
流道热阻绝的效应
流道相对于成品冷却控制,会影响热传的效应
不要低于80%-防止保压问题 不要超过200%-防止控制成品周期
最小的流道是可接受的 最大的流道和竖浇道也许可能 控制成品周期
材料: ABS 应力极限: 0.3 Mpa 应力被测定的位置在材料极限之上
© 2009 Autodesk
均匀的冷却
成型品应该被均匀地冷却从母模到公模，整体模面
要有一致的温度分布 当不均匀的冷却发生时成品会往热端弯曲
在较热模面上的分子会有较长时间去冷却，导致收缩程度 较多而产生翘曲
Hot Side热端
© 2009 Autodesk
可接受的流道/模穴比例
针对高压降设计的流道系统
在流道使用材料越少越好,因为多余的流道体积 会提高塑料成本 较低的流道和模穴体积比率
流道的体积应该或小 于20%成品体积
成品体积: 5.4 cc 进料系统体积: 4.6 cc 进料系统: 85%成品体积
© 2009 Autodesk
© 2009 Autodesk
流动平衡
非自然平衡流道系统
在竖浇道和成品之间有不同的流动长度设计 流道的大小尺寸不同 所有的模穴充填阶段会有相同的压力&时间
© 2009 Autodesk
流动平衡
非自然平衡流道
限制因素
在非常小的成品中
在充填阶段流道所需压力降高于成品
注塑模具异形冷却水道Moldflow优化设计
注意事项：在进行Moldflow优化设计时，需要注意以下几点： a. 充分了解模具结构和冷却水道设计 b. 合理选择优化算法和参数设置 c. 适当简化模型，保证模拟结果与实际相符 d. 持续监控优化过程，及时调整优化策略和参数设置
研究新型冷却水道设计方法，提高冷却效率
研究Moldflow优化设计与其他CAE软件的集成，提高设计效率
材料属性：设定塑料的物理、化学和机械性能
模具结构：设定模具的几何形状、尺寸和冷却方式
冷却水道：设定冷却水道的位置、尺寸和流量
加热方式：设定加热器的位置、功率和温度
仿真参数：设定仿真的时间步长、迭代次数和收敛标准
后处理：设定结果的输出格式和可视化方式
优化目标：提高冷却效率，降低生产成本
参数设置：根据优化目标和问题特点设置算法参数
优化参数设置不当：可能导致优化结果偏离实际需求，影响产品质量和生产效率
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点
解决方案：针对上述问题，可以采取以下措施： a. 合理设计冷却水道，保证冷却均匀 b. 选择合适的优化算法，提高优化效果 c. 适当简化模型，保证模拟结果与实际相符 d. 合理设置优化参数，保证优化结果满足实际需求
降低成本：异形冷却水道可以减少冷却水道的数量，从而降低成本。
提高冷却效率：通过优化冷却水道设计，提高冷却效率，缩短冷却时间。
降低成本：通过优化设计，减少冷却水道的数量和长度，降低模具制造成本。
提高产品质量：通过优化设计，提高产品的尺寸精度和表面质量，降低废品率。
缩短开发周期：通过优化设计，缩短模具开发周期，加快产品上市速度。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
Moldflow基本原理new
热量散失 到模具中
Frozen Layer 冻结层
21
© 2012 PiMold
模具内的热散失
辐射散热 对流散热
热量散失到模板上
熔胶带入热量
水路带入或带出热量
22
© 2012 PiMold
1.3 塑料的翘曲
翘曲原因
冷却差异 产品厚度方向模腔两侧温度差异 收缩差异 不同区域之间收缩率变化 也被称为局部收缩 取向原因 塑料取向的平行与垂直方向之间的收缩差异
区域A因取向效应引起的收缩
收缩量
区域B无取向效应引起的收缩
面积A=面积B
收缩量
29
© 2012 PiMold
1.4 流动分析的数学模型与方程
中性面和双层面网格中的假设
适用于薄壁件 – 流动宽度至少是壁厚的四倍 使用广义牛顿流体的 Hele-Shaw 模型 – 遵循牛顿流体力学 – 忽略惯性和重力的影响 – 忽略同一平面的热传导 – 忽略厚度方向的热传导 – 忽略边沿的热损失
热熔体 压力低
冷却液温度高 压力低
16
© 2012 PiMold
影响注射压力的因素-树脂材料
同样的材料不同的级别有不同的压力要求
压力 Vs 材料粘度 PP
350 300
压力 [MPa]
250 200 150 100 50 0 2 4 注射时间 [Sec.] 6 High Viscosity Low Viscosity
长流长 压力高
宽浇口 压力低
短流长 压力低
14
© 2012 PiMold
影响注射压力的因素-工艺条件
填充时间 注射压力 vs 时间
注射压力 [MPa]
Moldflow设计指南——MF充模图与MF设计原则
熔体在复杂模腔内的流动
注射速率
慢速充填，传热主导，流动路径形 成较厚冻结层，流动阻力增大，薄 壁区充填困难，易引发困气
快速充填，流动主导，冻结层较 薄，利于薄壁区充填
可通过提高料温/模温从而 减少充填过程中冻结层的 厚度，保证顺利充填
熔体充模图
熔体在复杂模腔内的流动
潜流现象
熔接线形成后，冻结层厚度增加，冻 结层下的熔体继续流动，其方向发生 改变，与充模等值线不垂直，表明内 外取向不一致，即为潜流 潜流会影响制件表观质量，也影响其 结构性能
Moldflow流动观
平衡熔体流动
模腔内所有的流动路径应同时等压完成充填 多腔模各型腔同时充满 自然平衡（几何平衡）
在喷嘴和所有模腔之间的距离和状况相同 成型窗口更宽
Moldflow 设计原则
Moldflow流动观
平衡熔体流动
人工平衡
通过改变流道尺寸获得流动平衡 比自然平衡具有更小的流道体积 成型窗口比自然平衡一般要小得多。通常注射时间是主要 限制因素。最长流长与最短流长之比越大，潜在问题越大 。
充模图简介
表示熔体的充模过程，充模分析的关键指标之 一，是发现充模问题的重要依据
等值线图，线间距的疏密 表明充填的快慢
云图
熔体充模图
熔体在复杂模腔内的流动
过压
熔体流动不平衡导致，熔体总是优先充填阻力小的 区域，先充填区域即处于过保压 是引发翘曲变形的重要原因之一
过保压区缓慢充填，冻结层厚度稳步增加，流动与冻结同 时存在，横截面上具有不同的分子取向，形成局部应力 过保压区分子取向高，未过保压区分子取向低，造成整体 收缩不均和应力分布不均，导致最终的翘曲
Moldflow设计指南——流动行为及注射压力
成型条件与注射压力
应用MF优化成型工艺——成型窗口分析
优选材料示例
注射压力
模温、料温相同的 情况下，ABS2的 注射压力为ABS1 的2倍多。在都可 成型的情况下首选 注射压力小的
成型条件与注射压力
应用MF优化成型工艺——成型窗口分析
优选材料示例
流动前沿温度
在允许的流前温度 范围内，ABS1注 射时间可波动范围 为2s，ABS2注射 时间可波动范围为 3s。首选较宽的时 间范围
优化的充模时间取决 于注射压力、熔体温 度变化及切应力变化
聚合物在注射模塑中的流动行为
流变行为
流动的不稳定性
熔体流速高 剪切速率和剪切热高 熔体黏度低 熔体流动加速 剪切速率和剪切热更高 … … 切敏性材料与生俱来的流动不稳定性
成型条件与注射压力
注射压力
聚合物在注射模塑中的流动行为
流变行为
黏弹属性
聚合物在注射模塑中的流动行为
流变行为
变形
剪切、拉伸
聚合物在注射模塑中的流动行为
流变行为
剪切粘度
聚合物熔体一般2k-3k Pa.s
聚合物在注射模塑中的流动行为
流变行为
剪切变稀
解缠、重排，减少流动抗力 水：P增大一倍，v增大一倍；聚合物熔体：P增大一 倍，v增大2-15倍
原著作者简介
原著作者简介
翻译人员
主要内容
聚合物在注射模塑中的流动行为 成型条件与注射压力 熔体充模图 Moldflow设计原则 Moldflow网格技术 产品设计 浇口设计 浇注系统设计 冷却系统设计 收缩与翘曲 Moldflow设计流程 制件缺陷
Moldflow设计原则
成品肉厚均一，中心 进浇，充填不平衡
增加成品中心到角落的厚 度，以期得到平衡充填
合理的流道/模穴体积比
设计高压力降的流道系统，让浇注系统里的塑胶材料体积尽可能的 少，从而使流道的体积在整个模穴体积中占比较低的比例。
产品体积 192.0 cc 流道系统的体积 13.4 cc 流道系统为产品体积的 7.0%
Good
蓝色的速率箭头 应该垂直等高线
Not Good!
避免潜流(Underflow)
缝合线在凝固 层之内移动
箭头指示 塑料瞬时 的移动方 向 流动波前Flow front
பைடு நூலகம்
使用Flow Leaders和Flow Deflectors进行流动平衡
在成品上局部区域巧妙的增加( 导流)或者减少(阻流)壁厚影改 变填形态，从而产生平衡的充填 效果。
自然平衡流道系统
– 喷嘴和所有模穴之间的距离 和状况相同 – 所有模穴在相同的时间完成 充填，且各模穴的压力、温 度分布情况一致
流动平衡
流动平衡理论是说在模穴中所有的流动路径必须平衡，也就是说在相同的 时间相同的压力下完成充填。
人工平衡流道系统
– 以不同的流道尺寸使所有模 穴在相同的时间相同的压力 下完成充填
设计原则
使用设计原则和Moldflow技术你就不须象这样 漫无目的的做事情了:
设计原则
均一方向和可控制的塑 胶流动形态 流动平衡 等压力降 不要超过材料允许的剪 切力范围 均匀的冷却 缝合线及熔合线的位置
避免滞流 (Hesitation) 避免潜流 (Underflow) 用导流（Flow Leaders） 与阻流（Flow Deflectors ）也即通过调整成品局部 区域的厚度来达到平衡的 充填； 设计合理的流道/模穴体积 比
双色模设计原理及Moldflow分析
双色模设计原理及Moldflow分析双色模设计原理及Moldflow分析一. 双色模分类双色模（Overmolding）：两种塑胶材料在同一台注塑机上注塑，分两次成型，但是产品只出模一次的模具。
一般这种模塑工艺也叫双料注塑，通常由两幅模具,一半装在机器的固定板上,另一半装在回转板上. 两幅模具的公模是完全一样的,一次母模和二次母模不一样。
当第一种颜色的塑料注塑完毕,公母模打开一次，公模带着一次产品旋转180 度,到达第二种颜色注塑的位置上,进行二次注射,即可取得双色制件.如此循环,每个成型周期内都会有一模一次产品及二次产品产生（如图1、3所示）.包胶模(Insert Molding)：有时又叫假双色，两种塑胶材在不同注塑机上注塑，分两次成型；产品从一套模具中出模取出后，再放入另外一套模具中进行第二次注塑成型（所以我们把第一射叫做insert）。
一般这种模塑工艺通常由2套模具完成，而不需要专门的双色注塑机（图2）。
二. 选择双色模具,一般不外乎以下几种情况.1）產品功能的要求. 例如电源开关,手机按键,键盘指示灯,汽车开关等,要求LED的部分能够透光.例如电源开关按钮,LED 灯需要透光2）改善手感. 一些手持產品,要求在手持部位使用Rubber,手感会比较舒适. 例如对讲机外壳, 电动工具把手,扳手,起子把手,牙刷柄,保温杯等.3）增加美感,作為装饰品. 如一些外观件的Logo,如果採用双色注塑,又漂亮又不用担心它会被摩掉.4）產品局部区域需要电镀.在塑料家族中,只有ABS 和聚砜(PSU)表面可以电镀, 如果要求產品的局部区域或者单侧需要电镀,就要把电镀区域注射為ABS,把不需要电镀的区域注射為其他材料如PC 等.三. 双色模设计要求目前市场上双色模已经非常普遍，并且由于这种工艺可以使产品的外观更加漂亮，易于换颜色而可以不用喷涂，非常符合市场潮流。
双色模具再设计要点归纳如下：1) Cavity的两个形状是不同的，分别成型1种产品，而Core的两个形状完全一样。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
两股流动波前流动方向相同，相遇 形成熔合线
Θ>135°:meld line Θ<135°: weld line
避免迟滞效应(Hesitation)
浇口位置要尽量远离 流动路径上肉厚变化 较大的区域 ，以避 免发生迟滞效应。
浇口
浇口
避免迟滞效应(Hesire 热 热集中在公模 的角落
热的角落 (相对于凝固部分的 收缩，引起翘曲)
成品公、母侧应保证均匀的冷却。如果不能实现，尤其是在成品的 角落处，成品将会因为角落的变形而导致典型的盒状弓形翘曲。
考虑缝合线及熔合线的位置
假如无法消除缝合线(Weld line)及熔合线(Meld line)，则应将其置于 最不敏感的位置 。
在充填的过程中所产生的shear stress不要超过塑胶材料的允许范围， 这个范围需要视材料及其应用而定。 材料: ABS 剪应力界限: 0.3 MPa
在材料界限上的 应力图
均匀冷却
热的一边 热的一边
凝固和收缩
张应力
冷的一边
冷的一边
当塑料接触到模具时，一边是冷的，另一边是热的，这将会导致。 热的一侧需要比较长的时间冷却和收缩（收缩大），而导致热的一 边象弓一样弯曲。
自然平衡流道系统
– 喷嘴和所有模穴之间的距离 和状况相同 – 所有模穴在相同的时间完成 充填，且各模穴的压力、温 度分布情况一致
流动平衡
流动平衡理论是说在模穴中所有的流动路径必须平衡，也就是说在相同的 时间相同的压力下完成充填。
人工平衡流道系统
– 以不同的流道尺寸使所有模 穴在相同的时间相同的压力 下完成充填
在成品上局部区域 巧妙的增加(导流) 或者减少(阻流)壁 厚影改变填形态， 从而产生平衡的充 填效果。
Balanced Thickness
Balanced Filling
合理的流道/模穴体积比
设计高压力降的流道系统，让浇注系统里的塑胶材料体积尽可能的 少，从而使流道的体积在整个模穴体积中占比较低的比例。
均一方向和可控的流动形态
均一流动方向的理论是说塑料在整个充填的过程中波前应以单一方向前进 。这会形成单一的分子配向。
分子配向不均一,可能导致 流痕、高剪切应力，翘曲 等问题
分子配向一致, 均匀的体积 收缩和应力分布
流动平衡
流动平衡理论是说在模穴中所有的流动路径必须平衡，也就是说在相同的 时间相同的压力下完成模穴的充填。
流动平衡
人工平衡流道系统的 使用有如下限制：
» 非常小的产品 » 包含薄壁区域的产品 » 视凹陷很重要的产品 » 需平衡的流道长度的 比率太大的产品
之前
之后
等压力梯度
等压力降的理论是指：最有效的充填形态为单位长度 的流动路径上，压力损失一致。
在充填结束时形成 压力达到最高值
最大剪切应力界限
调节浇口大小来调节塑料流动
迟滞效应 最靠近竖浇道的塑 料在浇口处凝固
在流道中的流动阻力 较小
迟滞效应在中间的模穴 比右边的模穴更严重 传统解决方法 第一个浇口厚度加大 0.5mm，宽度从0.5mm 增加到0.75mm
现在第一个模穴比其它 的模穴充填更快
避免潜流(Underflow)
在一个区域充填中和充填结束的期间内流动方向发生了改变。
产品体积 192.0 cc 流道系统的体积 13.4 cc 流道系统为产品体积的 7.0%
一般来说， 流道的体积 应该不超过 成品体积的 20％
问题解答
Good
蓝色的速率箭头 应该垂直等高线
Not Good!
避免潜流(Underflow)
缝合线在凝固 层之内移动
箭头指示 塑料瞬时 的移动方 向 流动波前Flow front
使用Flow Leaders和Flow Deflectors进行流动平衡
Uniform Thickness Unbalanced Filling
设计原则
使用设计原则和Moldflow技术你就不须象这样 漫无目的的做事情了:
设计原则
均一方向和可控制的塑 胶流动形态 流动平衡 等压力降 不要超过材料允许的剪 切力范围 均匀的冷却 缝合线及熔合线的位置
避免滞流 (Hesitation) 避免潜流 (Underflow) 用导流（Flow Leaders） 与阻流（Flow Deflectors ）也即通过调整成品局部 区域的厚度来达到平衡的 充填； 设计合理的流道/模穴体积 比