MoldFlow软件塑料制品翘曲分析及应用.pdf

MoldFlow软件塑料制品翘曲分析及应用发布：2008-5-2816:11:11来源:模具网浏览53次编辑：佚名newmaker[模具网]一翘曲产生的原因1翘曲分类MoldflowMPI/WARP模块把翘曲分为两种形式，见图1。1）稳定翘曲（图1a）：翘曲变形与收缩应变成正比。2）非稳定翘曲（图1b）：翘曲变形是由于制品弯曲而产生的。在这种情况下，收缩应变表现为平面应变，由于平面应变过大导致制品失稳而弯曲。一般这种翘曲变形很大。2翘曲产生的原因注塑过程中，翘曲是由于制品收缩率不均匀而产生的。收缩率不均匀表现在以下几方面：1）制品不同部位的收缩率不一样；2）沿制品厚度方向收缩率不同；3）与分子取向平行和垂直方向的收缩率不同。MPI/WARP把翘曲产生的原因归结为以下三点：1）冷却不均匀；2）收缩不均匀；3）分子取向不一致。因此，MPI/WARP模块的主要目的是确定制品翘曲变形的结果是否满足设计要求，如果不能满足设计要求，给出产生翘曲的主要原因。二翘曲分析步骤1分析流程的确定进行翘曲分析之前，冷却、流动分析必须已经完成。在选择分析流程时（菜单命令Analysis下的SetAnalysisSequence命令）,有两种分析流程Cool-Flow-Warp(简称CFW)和Flow-Cool-Flow-Warp(简称FCFW)。CFW在进行冷却分析时假设熔体的前沿温度不变，而FCFW在进行流动分析时假设模壁温度不变。对于翘曲分析，假设熔体的前沿温度不变计算的结果更精确，所以，最好选择Cool-Flow–Warp分析流程。2FUSION模型分析步骤对于FUSION网格模型，MPI/WARP还不能进行弯曲分析，所以分析非常简单，选择Cool-Flow-Warp分析流程后，在设置工艺参数（菜单命令Analysis下的ProcessSettings命令）的第三步，选取Isolatecauseofwarpage选项，该选项的作用是判断产生翘曲变形的主要原因。如果网格数量大于50000个，选取Useiterativesolver选项，可显著减少计算时间。有一FUSION模型如图2所示，采用三条冷却水道。设计要求是：与地面接触的边变形小于1.0mm，如果达不到这个要求，这条边的中点必须与地面接触；手柄与底板的平行度小于1.5mm。分析结果如图3所示。从分析结果可看出，该制品的变形不能达到设计要求，尤其是手柄部分。而产生翘曲变形的主要原因是冷却不均匀，因为冷却不均匀产生的翘曲变形达到了5.3mm，所以，对于这个制品，为减少翘曲变形，首先应考虑优化冷却水道的布置。3MIDPLANE模型分析步骤对于Midplane网格模型，在工艺参数设置第三步，有四种翘曲分析模型可供选择，首先选择Automatic判断制品是否弯曲，如果制品没有弯曲，则选择SmallDeflection；如果制品产生弯曲，则选择Bucking。下面以图4的模型来说明，采用热流道，两条冷却水道，设计要求托盘底部四个角必须在同一平面，且底部向上翘曲小于1.5mm。分析步骤如下：1）选择分析流程Cool-Flow-Warp；2）设置工艺参数，在第三步，选择Warpageanalysistype为Automatic；3）在屏幕输出文件靠近结尾处，查找图5所示的参数λ（Eigenvaluelambda）。如果λ没有输出，则制品没有产生弯曲；如果屏幕文件输出了λ值，则以λ大于0的值为判断标准，λ<1，则产生弯曲，否则没有产生弯曲，此例，λ2＝0.86,小于1，所以制品产生弯曲。分析结果如图6所示，不能满足设计要求。4）如果产生弯曲，则用Bucking模型再次进行翘曲分析。确保Isolatecauseofwarpage选项被选中。在屏幕输出文件靠近结尾处，查找图7结果。这个结果说明产生翘曲的三种原因哪个起主要作用，以第三项Sensitivity值为判断标准，值最大的为主要原因。此例，DifferentialOrientation的Sensitivity值最大，说明制品翘曲变形主要是由于分子取向不均匀引起的。5）如果没有产生弯曲变形，则以SmallDeflection模型再次进行翘曲分析，确保Isolatecauseofwarpage选项被选中。分析结果判断同FUSION网格模型。从上面的分析可看出，如果对塑料制品的翘曲变形非常严格，进行翘曲分析时，最好采用MIDPLANE网格模型，分析结果更精确。三翘曲变形的改善根据翘曲分析的结果，应采取相应的措施减小翘曲变形以达到制品的设计要求。1分子取向不均匀1）确定合理的注塑工艺参数：在允许的范围内，适当提高注塑温度和注射速度。对图4的制品，注射时间减小0.2秒，注塑温度提高10度，分析结果如图8所示，翘曲变形由原来的10mm减少到4.3mm，效果非常明显。2）