模流分析介绍及应用

Reactive Molding (thermosets)反应 成型
Fill + Pack Runner Balance Multiple Injection Barrel Fill + Pack Warp age
Mesh Type
Midplane Dual- 3D Domain
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保压曲线 设置
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浇口凝固 时间为 15.95s
收缩不均匀
CAE保压过程对产品重量的计算
冷却(Cooling)
• 确认局部热点的位置 • 确认哪些冷却管路的
效率不佳
• 达到均匀冷却 • 降低成型周期时间及
增进生产力
• 增进产品品质
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制品整体表面大部分温 度在85℃左右，低于塑 料顶出温度130℃.故周 期12S 可顶出产品.
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网格形式与可分析类型的对应关系
RTM/SRIM (thermosets)加玻纤 材料的反应成型
Fill + Pack Runner Balance
Underfill Encapsulation
(thermosets)覆晶封裝分 析
Fill + Pack
Mesh Type
2.5s时速度流向
2.9s时速度流向
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实际试模的熔接线位置
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保压(Packing)
• 验证产品结构设计是否合理 • 决定浇口凝固时间 • 使模穴內的体积收缩差异最小化 • 验证及降低成品的表面凹陷 • 决定适当的保压压力变化设定 • 决定成品整体重量
冷却过程中结晶度的不同会影响体积收缩，要保待所需要的尺寸公差是困 难的。不同区域体积收缩的显着变化通常是产品翘曲的一个原因。
❖ 热弯曲：如果模具的上表面和下表面的温度不同，一旦产品从模具中顶
出，由于在上下表面之间不同的热收缩速率，产品会弯曲。
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冷却影响生产成本
❖ 顶出温度：产品从模具中顶出的温度会受很多因素的影响。产品的强度
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Fiber Fill + Pack (Thermoplastics )
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Cooling (Thermoplastics )
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Warpage (Thermoplastics )
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Stress (Thermoplastics )
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Fill + Pack (Reactive)
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网格形式与可分析类型的对应关系
✓ 判断产品的壁厚是否合适
✓冷却是否均匀
✓ 判断浇口位置是否合适
✓变形是否可以接受
✓ 选择最佳浇口位置及浇口数量 ✓优化浇注系统
✓ 预测制品熔接痕位置
✓优化冷却系统
✓ 预测制品困气位置
✓ 判断产品是否存在缩水情况
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CAE介绍
CAE对于注塑成型的帮助
✓ 对熔体温度、模具温度和注射时间等主要注塑加工参数提 出一个目标趋势
201288cae广泛的应用领域电子通讯其它计算机汽车家电201288cae技术?cae是cad的深入应用?cae是cad与cam的桥梁cadcaecam201288caecae介绍介绍修改模具设计模具装配发现问题调整工艺参数修改产品设计设计模具增加成长周期原始的设计过201288基于moldflow的优化设计流产品设计材料选择壁厚优化浇口评估结构优化模具设计前期技术方案评估报价认定交流和协同设模具设计中期可行性分析排位及流道优化水路优化工艺优化成型问题原因改善优化成型工艺交互caecae介绍介绍201288caecae介绍介绍cae对于产品设计模具设计的帮助判断产品是否存在缩水情况冷却是否均匀变形是否可以接受优化浇注系统优化冷却系统201288cae对于注塑成型的帮助对熔体温度模具温度和注射时间等主要注塑加工参数提出一个目标趋势缩短成型周期连续稳定地生产最大限度地提高生产效率caecae介绍介绍201288cae软件介绍autodeskmoldflowadviser2010应用于产品设计和模具设计autodeskmoldflowinsight2010应用于产品设计和模具设计优化以及注塑工艺参考moldflowdesignlinkmoldflowmagicsstlexpertmoldflowcaddoctormoldflowmidplanegenerator201288比较紧急的案件主要查看流动情况的可用ama进行分析autodeskmoldflowadviserama201288autodeskmoldflowinsightamiamifillpack填充保压分析amiinjectioncompression压注成型分析amireactivemolding反应成型分析amimicrochipencapsulationic封裝分析amiunderfillencapsulation覆晶封裝分析以上的功能模块是对中层面网格而言
局部过热
模具表面温 度差较小
冷却的影响
❖ 产品品质
▪ 表面光洁度 ▪ 残余应力 ▪ 结晶度 ▪ 热弯曲
❖ 生产成本
▪ 顶出温度 ▪ 循环时间
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冷却影响产品品质
❖ 表面光洁度：许多材料需要相对高的模具表面温度，在生产中以获得良
好的表面光洁度，如果某些区域与另一些区域的模穴温度不同，那么在成 品表面就会看到不同的表面光泽。
试模 发现问题
CAE介绍
产品设计
模具设计前期
材料选择 壁厚优化 浇口评估 结构优化
技术方案评估
报价认定
交流和协同设 计
基于Moldflow 的优化设计流 程
模具设计 中期
试模
可行性分析
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排位及流 道优化
水路优化
工艺优化
成型问题原因 改善优化成型
工艺交互
CAE介绍
CAE对于产品设计、模具设计的帮助
1. AMA运用于简单的填充分析 2. 查看产品是否可以填充满 3. 查看浇口位置是否合理 4. 初步预测熔接痕位置及困气位置 5. 有些浇注系统在AMA中无法建立，则不可用它来分析 6. 对于顺序进胶，AMA中无法实现，不可用它来分析 7. 比较紧急的案件，主要查看流动情况的，可用AMA进行分析
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Midplane
Dual- 3D Domain
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輸入 CAD 檔案格式
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• In Synergy
– .stl – .igs (Iges) – .nas (Nastran) – .pat – .ans – .mfl – .cmf – .fem – .unv
必须足够大，以抵抗由于体积收缩的变化和残余应力而产生的翘曲，和顶 出系统对产品施加的局部应力。顶出力受产品的几何形状、模具的表面光 洁度和在充填与保压过程中模穴的填充度的影响。
网格形式与可分析类型的对应关系
Microchip Encapsulation (thermosets) IC封裝成型
Fill + Pack Wire Sweep Paddle Shift Dynamic Paddle Shift Warpage Runner Balance
Mesh Type
Midplane Dual- 3D Domain
❖ 残余应力：残余应力是在充填或保压过程中剪切应力的结果。除了流动
导致应力外，由于产品表面温度不同，各个部分以不同的速率冷却时也会 产生残余应力。这些残余应力可能是产品在使用过程中过早损坏或者产品 翘曲和扭曲的原因。为了减小这些应力，就需要均匀的冷却。
❖ 结晶度：半结晶材料成型过程中呈现的结晶度受熔体冷却的影响。产品
✓ 估定保压时间、压力及保压效果。 ✓ 估定产品翘曲变形方向，范围大小及原因，寻求解决方法 ✓ 缩短成型周期，连续、稳定地生产，最大限度地提高生产
效率
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CAE软件介绍
• Autodesk Mold flow Adviser 2010 ---应用于产品设计和模具设计
• Autodesk Mold flow Insight 2010 ---应用于产品设计和模具设计优化以及注塑工艺参考
Mesh Type
Midplane Dual- 3D Domain
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网格形式与可分析类型的对应关系
Thermoplastics Overmolding多成份 注射
Fill Fill + Pack Fiber Fill + Pack Overmolding Overmolding Warpage
Mesh Type
Midplane Dual- 3D Domain
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网格形式与可分析类型的对应关系
Injection-Compression Molding压注
Mesh Type
成型
Midplane Dual- 3D
Domain
Fill + Pack(Thermoplastics )
可通过该形
式显示滞留 情况
包风 困气
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潜流痕Underflow
Weld line
潜流痕通常出现在weld line 附近，主要 由于两股料流汇合时的压力和速度的不 同而引起的，在CAE分析结果中虽然没有 直观的结果查看潜流痕，但是可以通过 其形成原因来推断潜流痕的结果
underflow line
4. 最大剪切应力（不能超过材料所给最大剪切应 力值）
5. 均匀冷却（前后模温相差不能太大，以免造成 热应力形成翘曲）
6. 熔接痕位置（尽量避开敏感、重要部位） 7. 困气位置（模具结构添加排气、修改结构）
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MF分析原则
8.避免滞留（产品的壁厚尽量均匀；浇口远离较薄 部位）
9.避免潜流（容易差生较大的内应力） 10.导流与阻流 11.流道的冷却（产品冷却到80%后冷却，最大 冷凝时间不要超过产品冷凝时间的5倍） 12.流道的体积（不超过产品的85%，最好为 产品体积的20%或者尽量小）
Mesh Type
Midplane Dual- 3D Domain
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网格形式与可分析类型的对应关系
Microcellular Injection Molding (Thermoplastics)发泡注射
Fill Fill + Pack Fiber Fill + Pack Cooling Warpage
• AMI/Mucell发泡成型分 析
• AMI/DOE实验设计分析
以上的功能模块是对中层面网格而言. AMI/Fusion and AMI/3D add different mesh type analysis capability
2020/11/1
网格形式与可分析类型的对应关系
热塑性注射
Fast Filling Fill Fill + Pack Core Shift Standalone Packing Fiber Fill + Pack Cooling Warpage Stress
CAE广泛的应用领域
电子通讯
家电
汽车
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玩具
计算机 其它
CAE技术
•CAE是CAD的深入应用 •CAE是CAD与CAM的桥梁
CAD
CAE
CAM
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CAE介绍
设计模具
模具装配
原始的设计过 程
调整工艺参数
增加成 本、延 长周期
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修改模具设计 修改产品设计
Mesh Type
Midplane Dual- 3D Domain
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网格形式与可分析类型的对应关系
热塑性注射
Shrinkage Process Optimization Design of Experiments Molding Window Gate Location Runner Balance
滞留
潜流现象影响分 子的取向，在出 现潜流的地方， 容易产生较大的 内应力。
2020/11/1
导流就是增大局部壁厚， 阻流就是减小局部壁厚。
充填(Fill Time)
• 确认浇口位置 • 达到平衡充填 • 使原料的用量最小化 • 排除短射现象 • 确认熔接线和困气位置 • 预估所需的最大射出压力
和锁模力
• CAD 鏈接
– Moldflow Design Link – Moldflow Magics STL Expert – Moldflow CAD Doctor – Moldflow Midplane Generator
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Autodesk Mold flow Adviser ---AMA
Mesh Type
Midplane Dual- 3D Domain
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2020/11/1
网格形式与可分析类型的对应关系
Co-Injection Molding (Thermoplastics)共射成型
Fill + Pack Fiber Fill + Pack Cooling Warpage Stress
Mesh Type Midplane Dual- 3D
Domain ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
2020/11/1
网格形式与可分析类型的对应关系
Gas-Assisted Injection Molding (Thermoplastics )气辅成型
Fill Fill + Pack Fiber Fill + Pack Cooling Warpage Stress
• AMI/Injection Compression压注成型分析 • AMI/Shrink收缩分析 • AMI/Stress应力分析 • AMI/Reactive Molding反应成型分析 • AMI/Microchip Encapsulation IC封裝分析 • AMI/Underfill Encapsulation覆晶封裝分析
• In MDL
– Step – Parasolid – Pro-engineer – Iges
AMI界面预览
2020/11/1
MF分析原则
1. 均衡的流动方向（单一的流动方向，可以保证 均匀的收缩和内应力）
2. 流动平衡（保证多型腔的同时填充满及单型腔 的各个角落同时填充满）
3. 压力梯度均匀（整个产品上的压力梯度因该是 均匀的）