模流分析CAE在塑料成型模具设计中的应用

注塑成型填充工艺的CAE分析及应用实施注塑成型技术一直以来都是塑料加工技术中最常用的一种方法，但是在注塑成型过程中，如何保证填充效果和产品品质一直是工程师们所关注和研究的重点。

为了解决这些问题，CAE技术的应用越来越广泛。

下面，我们将深入探讨注塑成型填充CAE分析及应用实施。

首先，注塑成型的填充过程是非常复杂的，需要考虑到非常多的因素。

如果我们只是采用试错的方式来完善产品，不仅会耗费大量的物料和时间，而且效率非常低。

因此，将CAE技术应用于注塑成型填充的分析中，可以减少试验次数，提高生产效率，更加有效地规避制造过程中的困难。

其次，注塑成型填充CAE分析需要进行以下几个方面的分析：1.塑料材料的分析：塑料材料和熔体的流动性能和熔指数值非常重要，这对于填充和制品的品质有着非常重要的影响。

2.模具结构分析：模具的结构特点会影响注塑成型成本和生产周期。

例如，模具腔的数量和大小、针阀的位置、冷却方式等因素都需要考虑到。

3.填充过程分析：注塑成型过程中的力学运动和热学特征也是需要考虑的关键因素。

例如，熔胶的流速、温度、压力、流动路径和填充时间等都会影响填充效果。

通过CAE仿真软件的应用，可以更加精确地模拟注塑成型过程，进而确定最佳的产品结构，提高生产效率和质量。

最后，注塑成型填充CAE分析的应用实施需要注意以下几点：1.选择合适的CAE仿真软件：在选择CAE仿真软件时，需要考虑成本、易用性、功能等因素。

2.收集准确数据：进行仿真分析必须透彻了解塑料材料、模具结构和注塑成型过程中的各种参数，所以必须收集到尽可能准确的数据。

3.与现实结果对比：在分析过程中，需要对分析结果与实际结果进行对比，以验证分析的准确性。

总之，注塑成型填充CAE分析是一种非常有效的方法，可以帮助企业降低成本，提高生产效率和维持产品品质。

相关数据分析是在各个领域中进行有效决策的重要工具。

以下是一个样本数据集的分析。

数据集：一家企业去年的销售额（单位：美元）。

模流分析!"#技术在塑料模具设计和制造中的应用李红林贺华波费春华刘军孙保寿（宁波大学，浙江宁波!"#$""）摘要：回顾了计算机辅助技术在塑料模具设计和制造中的应用历史。

介绍了模流分析%&’技术的发展和应用状况，对现阶段塑料模具开发中出现的现象进行了分析，并指出应用模流分析%&’技术的必然性。

关键词：模流分析；%&’；塑料模具"计算机辅助技术应用情况及存在的问题计算机辅助技术在塑料模具设计和制造中的应用在国内始于$(世纪)(年代中期，至今已有近$(年的历史，其应用情况大致可归结为两个阶段：（"）$(世纪)(年代中期到*(年代中期：这是以计算机代替绘图板为主要标志的二维绘图和设计阶段。

在这个阶段中的典型应用软件是&+,-. %&/、%&0&等，由于这些软件在编辑、修改和查询功能等方面比传统的手工方法要方便得多，有的模具企业还在上述软件基础上针对本企业的具体应用进行了一定程度的二次开发，再加上计算机本身在处理数据方面所固有的高效率和准确性，所以经过此阶段应用后显著提高了塑料模具在二维绘图和设计方面的效率及准确性。

（$）$(世纪*(年代后期到现在：这是以%&/／%&1应用一体化为主要标志的三维应用阶段。

这个阶段的典型应用软件是+233、45-／’、%31&. ,5-6、1&7,’5%&1和%&0&1’等软件。

此阶段采用三维立体来表达产品、模具成型零件和%6%加工对象，并在一定程度上建立了它们之间的相关性，加上高速加工技术的开始应用，所以达到此应用阶段的企业显著提高了设计和制造过程的直观性、进一步提高了设计结果的准确性和效率、拓宽了对复杂模具零件的加工范围、提高了模具零件的加工效率、并使得一定程度的并行设计和制造成为可能。

经过上述两个阶段之后，模具设计和制造的速度得到了质的飞跃，是不是计算机辅助技术在塑料模具设计和制造中的应用便到此为止呢？不是的话，那下一个应用标志会是什么呢？在回答这个问收稿日期：$((!8(!8$"题之前，先让我们来看看模具企业在达到第二个应用阶段后在商品模具开发中仍存在的现象：企业接到产品图／模型／样品后，经过紧张的设计、工艺、加工、装配到试模后打出首样，这一系列过程对复杂程度一般的模具而言，时间可控制在"个月左右，但从首样到合格产品之间拖的时间太长，有的!个月，有的9个月，甚至合格后产品已被淘汰。

模流分析 CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用摘要：模流分析CAE技术，事实上是以数字信息和计算机制图软件作为载体，对塑料模型的具体加工提供准确的信息，保证加工形式的完整性和数据的闭合，度。

为模具的设计和制造优化以及模型生产标准化提供了帮助。

模流分析CAE技术。

事实上是以数字信息和计算机制图软件作为载体，对塑料模型的具体加工提供准确的信息，保证加工形式的完整性和数据的闭合，本文将依照作者实际操作的经验对模流分析CAE技术进行介绍和分析，并对其实际应用过程中需要注意的事项和具体应用内容进行介绍。

关键词：模流分析；CAE技术；模具设计引言模流分析CAE技术的出现打破了传统模具生产的限制，首先它能够为模具的生产定型提供更高精度的数据支持，另一方面它可以通过与数控机床的深度融合来提升设计合理性，并为相关系统完善不断的增加新的数据填充。

他解放了模型，定向化生产的潜力，在市场需求分类预发细致的大背景下，技术本身以用户群体为对象进行了细致的划分，依照不同用户的经济成本需求能够搭载不同的载体。

根据不同模具的使用特点和设计要求，进行针对性的模具设计和制造，确保了模具定性需求的技术支持，为模具进一步提升生产精度和保障生产质量提供了帮助。

1.模流分析CAE技术当前应用情况事实上是以软件中的数据模拟实际内容搭建载体，对内部数据信息进行构建，形成一个高度相似的模型，通过数据在模型上的映射，还可以实现对整个模型注塑工艺的在线，将注塑过程的各项关键数据提前进行检测并记录到操作系统中，操作系统驱使具体的制造软件，在生产过程中根据设定好的数据完成加工工作。

当然在生产过程中，还需要设备进行基准数据和记录数据的核对，这两个数据的核对是为了让整个模具住宿方案更具实践性，为进一步更高精度的优化提供数据基础。

最早的模流分析软件技术开发和应用，随着技术的不断发展，这类技术在加工行业有了更深入的应用，在国内外各相关研究机构都有大量的研发经历，并在此过程中取得了相应的成果，此类软件和相关技术也在不断的迭代中进行完善和优化，拓展了其在具体模具加工生产环节的应用，使其更具备对模具生产多样化需求的适应性。

CAE技术在注射模具设计及制造中的应用一、引言模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求。

与传统的模具设计相比，计算机辅助工程（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。

美国MOLDFLOW 上市公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司，自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。

MOLDFLOW一直致力于帮助注塑厂商提高其产品设计和生产质量，MOLDFLOW的技术和服务提高了注塑产品的质量，缩短了开发周期，也降低了生产成本，MOLDFLOW已成为世界注塑CAE的技术领袖。

二、CAE技术的作用利用CAE技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压和冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。

这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义。

塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。

三、CAE技术应用实例制件为电脑面板，一模一腔，材料为CHIMEI ABS‘POLYLAC PA707’。

采用MPI的流动、保压、冷却和变形分析模块检查塑件的质量，并得到优化的流道设计。

1.建模可在其他CAD软件中建模，MOLDFLOW通过图形接口，直接读入CAD模型，或在MOLDFLOW建模模块中直接建模。

模型及浇注系统，浇注系统初始设计使用两个侧浇口，如图1所示。

图1 模型及其浇注系统2.工艺参数型腔温度为60.0deg.C，熔体温度为240.0deg.C，注射流动速率172cu.cm/sec，注射时间为2.22sec，保压时间为8.0sec，冷却时间为15.0sec，开模时间为10.0sec。

塑料模具设计中CAE技术的应用发布时间：2021-06-15T06:48:09.769Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年7期作者：冯峙明[导读] 在塑料模具设计的过程中对技术人员要求较高，其不仅要求设计人员有着丰富的工作经验，同时充分了解到成型的材料和工艺等，在设计过程中，其结果是否符合市场要求，主要是取决于设计师，为此设计师应当引进较为先进的技术到塑料模型设计工作中，有效促进到行业的发展。

广西壮族自治区工程系列民营企业副高级评审会广西南宁 530000摘要：文章主要是分析了CAE技术在塑料模具中的应用，在此基础上讲解了塑料模具设计时存在的问题，最后探讨了可行性的解决方案，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。

关键词：塑料模具设计；CAE技术；应用；分析研究前言：在塑料模具设计的过程中对技术人员要求较高，其不仅要求设计人员有着丰富的工作经验，同时充分了解到成型的材料和工艺等，在设计过程中，其结果是否符合市场要求，主要是取决于设计师，为此设计师应当引进较为先进的技术到塑料模型设计工作中，有效促进到行业的发展。

1 CAE技术在塑料模具中的应用1.1 优化塑料产品设计利用CAD技术对产品的整体结构进行设计，然后利用CAE技术进行结构分析、可行性评价和优化设计，帮助设计人员改善产品的外形，设计合理的壁厚，选择具有最佳成型性能的材料，并设计出最优质的塑料制品，零件的形状能在电脑屏幕上逼真地显示出来，力学性能能通过有限元分析进行测试，塑料制品的壁厚和结构设计会直接的影响到了塑料制品的成型和产品质量。

如果产品设计师的经验完全依赖，成本性能非常高，产品是不合理的，CAE可以在外部载荷下分析产品的机械性能，预测负载下的应力，变形和温度，获得应力分布结构，并可以有效的优化到了产品的强度和刚度设计。

1.2 塑料模结构分析当前模具质量要求的提高和现代设计技术的不断发展，模具设计已经不能单靠设计完成。

应用现代设计方法分析设计的合理性，模具结构设计的合理性，合理分析不合理的结构和位置，在CAD软件中进行相应的修改，并利用CAE软件进行各种性能试验，最后，确定了满足性能和经济性要求的模具。

模流分析CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用作者：高伟来源：《科学与财富》2016年第13期摘要：本文在对计算机辅助技术应用的具体情况进行详尽分析的基础上，总结得出该技术在实际的应用中，所具有的弊端，同时合理的探究模流分析CAE技术在塑料模具设计以及制造上的应用具体情况，并针对其所具有的拓展性作用进行了详尽的分解，希望通过本文的探究，能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。

关键词：模流分析；CAE技术；塑料模具；设计；制造；应用在过去的塑料模具设计和制造中，主要应用的技术为计算机辅助技术，这一技术的应用，在当时对塑料模具设计和制造产生了重要的影响，但是该技术的应用也存在很多的问题，无法满足现今塑料模具设计和制造的具体要求。

这就需要选取更为合理的技术来应用，而模流分析CAE技术就是一个最佳的选择，由于该技术有着多种拓展功能，使得塑料模具的设计和制造质量得到了最大限度的提升。

下面本文就主要针对模流分析CAE技术在塑料模具设计和制造中的应用展开深入的分析。

一、计算机辅助技术的实际应用情况以及弊端分析1、计算机辅助技术的实际应用情况计算机辅助技术在塑料模具设计和制造中的应用在国内始于20世纪80年代中期，至今已有近20年的历史，其应用情况大致可归结为两个阶段：（1）20世纪80年代中期到90年代中期这是以计算机代替绘图板为主要标志的二维绘图和设计阶段。

在这个阶段中的典型应用软件是AUTO-CAD、CAXA等，由于这些软件在编辑、修改和查询功能等方面比传统的手工方法要方便得多，有的模具企业还在上述软件基础上针对本企业的具体应用进行了一定程度的二次开发，再加上计算机本身在处理数据方面所固有的高效率和准确性，所以经过此阶段应用后显著提高了塑料模具在二维绘图和设计方面的效率及准确性。

（2）20世纪90年代后期到现在这是以CAD/CAM应用一体化为主要标志的三维应用阶段。

这个阶段的典型应用软件是UGII、PRO/E、CIMA-TRON、MASTERCAM和CAXA ME等软件。

CAE技术在注塑模具设计中的应用模具设计的过程一般是这样的：从用户那里接到塑料制品图(可能是二维的，也可能是三维的)，模具设计工程师根据产品的类型、特点以及形状考虑采用合适的结构进行设计，即采用什么样的模具结构可以成型出该塑料件。

在此过程中，结构设计工程师还要根据制傻哪承┨囟ㄒ求结合自己的经验选择流道类型、尺寸，浇口类型、数量、尺寸、位置并确定分流道的数量、尺寸等，以保证所设计的模具除了结构上合理外，在浇注和冷却系统方面也是可行的。

显然，模具设计对于结构设计工程师的要求是十分刻的。

他不仅要具有结构设计的经验，还要具有成型材料、成型工艺方面的诸多知识，或者说，设计的成败在很大程度上依赖于模具设计者的经验。

即使一个设计工程师具有很好的模具设计经验，但是他仍然面临许多新的问题，因为实际中的产品往往是千变万化的。

有时候一个细微的变化者特定的产品要求可能使得已有经验不可用，或者即使可用但在实际试模之前，也无法进行有效的验证。

这导致了模具设计过程具有明显的设计——修正——再设计的特点。

如何减少该过程中的循环次数，使初始设计应达到或者逼近合用的结果，这在实践中具有重要义。

CAE分析正是解决上述问题的理想工具。

原因是，该工具建立在相对准确的数学模型基础之上，从而可以近似获得实际指导生产实践的结果，此外，计算的快捷性使得在实际试模前，可以对于多个浇注系统和冷却系统进行评估直至优化，从而达到缩短设计和制造周期，提高质量的目的。

本文就CAE分析中注意的几个问题、做法作一些介绍，并给出一些事例进行说明。

(1)明确分析要求和重点。

不同的制品，进行CAE分析的目的是不同的。

对于外观件，不允许在表面上出现影响外观的注塑缺陷，如熔结痕等；对于非外观件，烧结痕的位置并不重要，但是如果制品具有严格的装配关系，则允许的翘曲和变形量成为追求的主要目标。

此外，所有的制品一般都要求能够满足平衡流动、均匀填充的要求。

实践中，同时满足多种要求是阅训模多数情况下是以满足一个主要的要求为主，在此前提下，再满足别的要求。

注塑模的CAE技术及实例分析1. 注塑模CAE技术国内外研究现状1.1 CAE技术概述及其在注塑成型中的应用计算机辅助工程分析，是应用计算机分析几何模型物理问题的技术，可以让设计者进行仿真以研究产品的行为，进一步改良或最佳化设计。

目前在工程运用上，比较成熟的CAE技术领域包括结构应力分析、应变分析、振动分析、流体流场分析、热传分析、电磁场分析、机构运动分析、塑料注塑成型模流分析等等。

有效地应用CAE，能够在建立原型之前或之后发挥功能协助设计变更，协助排除困难，累积知识经验，系统化整理，建立设计准则。

CAE以使用近似的数值方法来计算求解，而不是传统的数学求解。

数值方法可以解决许多用纯数学所无法求解的问题，应用层面相当广泛。

因为数值方法应用许多矩阵的技巧，适合使用计算机进行计算，而计算机的运算速度、内存的数量和算法的好坏就关系到数值方法的效率与成败。

注塑模CAE技术以有限元分析为基础进行模流分析，其分析模型是将产品的几何模型曲面离散为三角形或四边形形式的网格元素形态表示。

注塑模CAE 技术可用来帮助模具设计者及注塑成型加工者在开模前及生产过程中经由电脑模拟的结果了解熔体在充填、保压及冷却过程中的各种状态，如温度、压力、流速、密度、剪切力及应变等的分布与变化情况，进而由这些资料决定适当的产品及模具设计。

例如可决定适当的壁厚及其变化，可决定流道尺寸大小，选择最佳浇口位置，多模穴的安排，熔接线及排气孔位置的预测，冷却水管的设计等，并可建立加工视窗，提供适当的保压时间、保压压力、注射压力、加工温度、模具温度等，同时，可预测所需锁模力及成型品收缩率。

注塑成型分两个阶段，即开发设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。

传统的注塑成型方法基本步骤如图一所示，图一为现代模具开发步骤。

传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。

CAE模流分析优化热流道设计热流道系统是注塑工艺中的关键部分，它对于塑件的质量和生产效率有着重要的影响。

因此，优化热流道设计是提高注塑工艺水平的关键一步。

本文将从CAE模流分析的角度出发，介绍热流道设计优化的方法和技巧。

首先，进行模流分析是优化热流道设计的必要步骤。

通过模流分析，我们可以了解塑料在模具中的流动情况，发现可能出现的缺陷，并指导热流道设计的改进。

在进行模流分析时，可以使用CAE软件模拟真实的注塑过程，通过分析注射速度、塑料温度、压力分布等参数的变化，来预测塑件的质量和性能。

在模流分析中，需要注意以下几个关键点。

首先是模具设计，包括热流道系统的布局和尺寸选择。

热流道系统的布局应尽量短小、直接，以减小塑料流道的阻力，提高注塑速度。

尺寸选择要考虑塑料的特性和流动性，以确保流道中没有死角和过长的流道段。

其次是温度控制。

温度控制是热流道系统中的关键环节。

通过调节热流道系统的温度，可以有效控制塑料的熔融状态和流动性。

合理的温度控制可以提高塑件的表面质量、减少翘曲和收缩等问题。

另外，还需要注意热流道系统与注模件的耦合关系。

热流道系统的布局和尺寸应与注模件的几何形状相匹配，以确保塑料能够均匀地注入模腔，并保持一定的流速和温度分布。

同时，还需要注意模腔的排气和冷却情况，以避免气泡和变形等缺陷。

在模流分析结果的基础上，可以通过改进热流道设计来优化注塑工艺。

具体的改进方法有以下几个方面。

首先是热流道系统的优化。

热流道系统的结构和尺寸可以根据模流分析结果进行调整，以减小塑料流道的阻力，提高注塑速度。

此外，还可以增加热流道系统的温度控制点，以提高塑料的熔融均匀性和流动性。

其次是温度控制的优化。

温度控制是热流道系统中的关键一环，可以通过调整温度控制器的参数，提高温度控制的精度和稳定性。

此外，还可以使用新型的温度控制设备，如温度传感器和温度控制阀门，以实现更精确的温度调节。

另外，还可以优化模具的设计。

模具的设计包括模腔结构、冷却系统和排气系统等。