注塑成型工艺数值模拟实验.docx

1、注塑成型工艺数值模拟实验北方民族大学材料科学与工程学开放性选修实验报告（综合设计型） 题目： 注塑成型工艺数值模拟实验 姓名： 林星光 学号： 指导教师： 王睿鹏 起止日期： 成绩： 教师签名： 北方民族大学材料学院填表日期：2013年12月30日一实验目的及意义1.注塑成型工艺数值模拟实验的目的(1) 通过注塑成型工艺参数的数值模拟实验,培样学生的计算机设计与分析能力。（2）了解塑料模具结构设计的方法，以及热流道、冷流道的设计。（3）了解塑料制品的常见注塑缺陷及改善措施。For personal use only in study and research; not for commerci

2、al use（4）训练学生试验设计及数据处理的能力。2.注塑成型工艺数值模拟试验的意义(1) 了解塑料模具结构设计的方法，以及热流道、冷流道的设计。(2) 了解塑料制品的常见注塑缺陷及改善措施。(3) 熟练掌握Solidworks等三维设计软件的建模功能。（4）熟练掌握Moldflow模流分析软件的注塑成型工艺分析功能。（5）能够用正交试验设计的方法进行试验方案设计，并可以对试验数据进行分析处理。二实验原理及方法塑料注射成型在塑料加工行业中占有十分重要的地位，是最有效的塑料加工方法之一。翘曲是注塑件注塑成型常见的缺陷，它破坏塑件的模塑形体，严重的会引起塑件开裂。塑件翘曲的主要原因之一是不均匀收

3、缩，而不均匀收缩多为材料、工艺条件、机器的变化所致。如何提高注塑件质量、优化注塑成型参数、降低翘曲值，一直是研究者关注的热点。近年来，研究者将多种优化方法组合运用，提高了注塑成型优化的效率。笔者以某电子产品壳体为例，基于正交实验设计，利用 Moldflow 软件对注塑件注塑成型进行数值模拟，分析影响注塑件翘曲变形的工艺因素，进行翘曲变形回归分析,提出优化成型工艺参数的方法，为注塑件注塑成型质量控制提供指导依据。1.实验的主要内容（1）用Solidworks软件建立塑件制品三维模型。（2）转换产品模型的文件格式，将造型完毕的塑件制品三维模型导入MPI (Moldflow Plastics Ins

4、ight)中，对其进行网格划分并修复网格，为后续分析做准备。（3）应用Moldflow软件模拟塑料熔体在模具型腔中的填充、冷却、翘曲过程；并对分析结果（填充时间、气穴、翘曲变形等）进行分析，为之后工艺参数的优化提供重要依据。（4）选定质量控制目标（翘曲变形量最小、体积收缩率最小等），用正交试验法对影响质量目标的工艺参数进行优化组合，经过直接分析、极差分析和方差分析得出试验因素对质量目标的影响程度，以及最优的工艺参数组合，从而较好的控制成型质量目标。2.实验流程3. Moldflow 基本流它包括三个主要步骤：建立模型设定参数分析结果。其中建立模型和设定参数称为前处理，分析结果成为后处理。3、实

5、验步骤1. 分析模型应用 Solidworks软件建立了手机壳的三维模 型。用 MoldflowMPI软件对其进行模拟。图3- 1即为网格划分后的手机壳模型 。图3-1 网格划分后的手机壳模型2.工艺因子的选择本试验所考察的试验因子为模具温度，熔料温度、注射时间、保压压力、保压时间和冷却时间，各因子分别取三个水平。模具温度和熔料温度在MoldflowMPI材料库推荐的范围内均匀选取，注射时间、保压压力、保压时间和冷却时间由流动、保压及冷却分析确定。各因子水平如表3-2所示：表3-2 实验的因子和水平 3.正交试验结果及分析手机外壳翘曲模拟的正交试验结果如表3-3所示：表3-3 模拟正交实验及结

6、果由信噪比计算得到的极差如表 3-4所示。表中水平 1、2、3 各行中的数据是在某因子第 1、2、3 水平下的质量指标的平均值。某因子下三个平均值中最大与最小的差值为该因子的极差。表3-4 由信噪比计算得到的因子的极差信噪比的极差图如图3-5所示。从图中可以直观的看出在工艺参数组合A3B3C3D3E2F1下，信噪比最大，负 Z 向翘曲量最小。此时，模具温度 103，熔料温度 315，注射时间 0.9 秒，保压压力 150MPa，保压时间 10 秒，冷却时间10 秒。图3-5 因子的信噪比极差图图3-6 手机外壳翘曲模拟结果图3-7 最有参数组合下的翘曲结果4、实验总结介绍了 MOLDFLOW

7、的翘曲分析理论，然后针对手机外壳在试模过程中出现的翘曲问题，设计了一个六因素三水平的正交试验。通过 MOLDFLOW 的模拟，从正交试验的结果得到了翘曲变形量最小的工艺参数组合，得出对翘曲变形影响最大的两个因素，即保压压力和熔料温度，而其余因素的影响很小，可以忽略不计。（1）影响负 Z 向翘曲量最重要的因子是保压压力，其次是熔料温度，而模具温度、注射时间、保压时间和冷却时间的影响很小，几乎可以忽略。（2）最优的成型工艺参数组合为A3B3C3D3E2F1 ，即选用模具温度 103，熔料温度 315，注射时间 0.9 秒，保压压力 150MPa，保压时间 10 秒，冷却时间 10秒。仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur fr den persnlichen fr Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l tude et la recherche uniquement des fins personnelles; pas des fins commerciales. , , . 以下无正文