壓鑄模具模具壓鑄

模流分析對應壓鑄缺陷分析優化

摘要:通過模流分析結果指導產品設計、模具設計和壓鑄生產,澆口位置、流道澆口大小、水道等優化模具設計圖來滿足實際試模成型要求,改進模具設計方案,降低模具成本減少試模次數,對...

模流分析結果用的好可以有效避免模具設計和成型風險,有效減少模具反復修改成本,有效降低模具試模調機次數。是模具壓鑄生產很有效的前期風險分析手段。
博威模具在壓鑄生產前做以下數據分析。

 

•Product data analysis 產品數據分析

我們根據客戶產品分析 產品的基本數據,包括:結構、厚度、數據質量等

•Gate Location 澆口位置
根據客戶產品要求,為客戶分析選擇最佳的進澆口方式、流道大小、澆口大小,滿足客戶要求并使產品達到最佳充填狀態,我們有豐富的經驗。

•Cool system 冷卻系統
為客戶建議效果最優的模具冷卻系統,既能保證產品質量又能縮短冷卻時間。

•Fill time 充填時間
根據產品結構和材料提醒為客戶設計最優的產品充填時間要求,包括保壓切換時間等。

•Flow Front Temp
流動前沿溫度 根據塑膠流動特點準確分析產品和模具溫度。

•Pressure at V/P switchover 最大注射壓力
為客戶提供最佳成型參數。

•Clamp Force 鎖模力
為客戶提供最佳成型參數,為機臺選擇和調機提供數據參考。

•Cycle time 周期預測
經過分析為客戶提供合理的成型周期預測,為客戶的試模調機、注塑生產和產能預測提供可靠的數據支撐。

•Sink mark 縮痕

•Air Traps 困氣

•Weld Lines 結合線
通過分析,提前預測產品缺陷部位,提前預防成型風險。

•Volumetric shrinkage 體積收縮
通過精確分析,為模具設計提供收縮率數據參考。

•Deflection (total, X, Y, Z direction) 變形
通過模流分析可以準確分析產品各個方向的變形,做到前期風險預測。

•Suggestions 分析
我們根據綜合分析結果為產品設計、模具設計和成型調機提供重要依據,對壓鑄模具做出最優改善方案。


一套模具反復試模,改了這幾個問題,又出現了其他問題,改澆口位置、改流道澆口大小、通過修改產品來滿足成型要求,反復試模非常浪費成本。根本問題是模流分析(CAE)和產品前期評估(DFM)能力問題。模具是個比較傳統的行業,沉淀下了很多經驗豐富的老一輩模具技術和管理人員,模具廠老板往往也是技術出身,經驗豐富。要么靠經驗判斷,要么技術人員沒有經過專業培訓,僅僅能夠使用分析軟件進行簡單分析,對壓鑄成型原理、模具結構、問題分析能力欠缺,造成分析結果不準確,分析結果同實際試模生產差距較大,不能指導產品設計、模具設計和壓生產沒有用到模流分析的好處。模流分析未卜先知之術,我們通過模具生產最常見的幾個問題來了解模流分析及模具改進優化方案。

一 流痕

1.1原因分析

材料在澆口附近凍結。低熔體或模具溫度,以及低螺桿速度會導致冷料進入型腔。這會導致未完全固化的材料呈現出流動模式的形態。

模流分析-流?原因

1.2流痕現象在的模流分析平均速度結果和流動結果中檢查。

1.3流痕案例分析介紹

模流分析-流?案例

模流分析-流?-壓鑄缺陷

模流分析-流?-壓鑄缺陷優化方案
模流分析-流?-壓鑄缺陷優化方案
模流分析-壓鑄缺陷:流?-優化前后對比

二 遲滯

2.1原因分析

進入型腔的熔體填充較薄部位和較厚部位時,它會先填充較厚部位,因為較厚部位的路徑對流動產生的阻力小。這會導致熔體在較薄部位中的流動停止或明顯減速。遲滯會降低零件質量,體現為表面外觀發生變化、保壓差、應力高和塑料分子的取向不均。如果遲滯使得流動前沿完全凍結,那么部分型腔可能保持未填充狀態,從而導致短射。 熔體一旦開始減速,便會快速冷卻,粘度也會因此加大。高粘度轉而又會進一步抑制流動,導致冷卻速度更快,因而此問題可自我擴展。遲滯會在加強筋中和壁厚變化明顯的零件的較薄部位產生。在下圖中,加強筋以紅圈圈出。由于此處比零件的其余部分薄得多,因此對于流動的阻力較大。

采取以下步驟也可減少遲滯:

移動聚合物注射位置,使其遠離遲滯區域,這樣便會在熔體到達薄區域之前先填充型腔的主體。沒有其他的可選流動路徑,留給聚合物遲滯的時間就會減少。

將聚合物注射位置移至將因此而使用較大壓力的遲滯發生處。將薄加強筋/定位柱作為最后的填充點是很有用的,這樣便可使所有的注射壓力均施加于此點。

增大遲滯發生處的壁厚可減少流動阻力。

使用粘性較小的材料(即,熔體流動指數較高的材料)。

加快注射速度可減少潛在的遲滯時間。

提高熔體溫度,以使熔體更容易地流入薄區域。

模流分析-壓鑄缺陷:遲滯

2.2:遲滯現象在模流分析流動結果中檢查。

如下圖所示黃色區域等高線密集,產品存在嚴重的遲滯。

模流分析-壓鑄缺陷:遲滯現象流動結果

2.3:遲滯案例分析介紹

模流分析-壓鑄缺陷:遲滯分析

模流分析-壓鑄缺陷:遲滯優化

三 縮痕

3.1:縮痕原因分析

縮痕在成型零件的表面顯示為凹陷。這些凹陷通常非常??;不過,它們通??雌饋砗苊黠@,因為其會朝零件的不同方向反光??s痕的可見性是零件的顏色和表面紋理的共同作用的結果,因此深度僅僅是其中的一個標準。盡管縮痕并不影響零件強度或功能,但還是將其視為嚴重的質量缺陷。 縮痕主要由冷卻期間的熱收縮造成。外部材料冷卻并固化后,型芯材料才開始冷卻。型芯材料的收縮將主壁表面拉向內側,產生縮痕。如果表層足夠剛硬,則表層的變形就會被型芯中縮孔的形成所取代。常見的發生縮痕有以下幾種情況:
· 局部幾何特征??s痕通常出現在包含較厚部位的成型物中,或者出現在與加強筋、定位柱或內圓角相對的位置。
· 體積收縮率高。 · 材料補償不足。澆口凍結過早或保壓壓力過低可能會使型腔無法正常保壓。
· 保壓或冷卻時間短。
· 熔體和/或模具溫度高。
如果零件的外表層足夠堅硬,便可以抵抗收縮力從而避免表面凹陷。相反,材料型芯會收縮,在零件內部產生縮孔。如下圖。
模流分析-模具壓鑄生產中縮痕原因分析
 

3.2:縮痕現象在模流分析軟件的體積收縮結果和縮痕深度結果中檢查。

3.3:縮痕案例分析介紹。

模流分析-模具壓鑄生產中縮痕案例分析
模流分析-模具壓鑄生產中縮痕成形工藝
模流分析-模具壓鑄生產中縮痕進澆方案
模流分析-模具壓鑄生產中縮痕-優化前后對比

通過優化產品和Rib壁厚,并降低模溫和料溫,加大保壓壓力后,產品凹痕量從0.131mm減少至0.037mm,產品表面沒有明顯的凹痕

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