moldflow变形结果的收缩补偿应用介绍

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald69①基金项目：辽宁机电职业技术学院2020年院级教研课题：高职院校教师“双师”能力提升的策略研究。

（项目编号：JYLX2020010）。

作者简介：高洁（1970—），女，本科，高级工程师，研究方向为注塑模具设计及锻造模具设计。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2010-5640-8702运用Moldflow解决制品变形问题①高洁（辽宁机电职业技术学院 辽宁丹东 118009）摘 要：本文针对塑料产品在成型过程中由于壁厚不均且壁厚变化较大而产生严重变形问题进行分析。

使用Moldf low 3D网格进行模流分析，该产品产生较大的变形，最后解决方案是在模具结构上着手，修改模具进胶方式，不仅解决了注塑变形问题，还降低成型压力，提高模具寿命。

关键词：moldf low模拟分析 双层面网格 3D网格 牛角进胶 搭底进胶中图分类号：TP391文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)01(b)-0069-03Using Moldflow to Solve the Problem of Product DeformationGAO Jie(Liaoning Mechatronics College, DanDong, Liaoning Province, 118009 China)Abstract: This paper analyzes the serious deformation of plastic products due to uneven wall thickness and large wall thickness variation in the molding process. Moldf low 3D mesh is used to analyze the mold f low, and the product has a large deformation. The f inal solution is to modify the mold structure and the way of glue feeding, which not only solves the problem of injection deformation, but also reduces the molding pressure and improves the life of the mold.Key Words: Moldf low simulation analysis; Two-layer grid; 3D grid; Corner feed; Underlay feed本文主要对汽车左右安全带固定件产品产生严重变形问题进行研究、优化。

基于Moldflow分析的模具预变形技术的研究及应用权传斌 钟长浩 沈大刚（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）摘要：注塑件变形是由于材料的收缩,浇注及成型系统中压力变化、温度变化以及内外部应力的客观存在导致了注塑件各部位收缩速率不一致造成温度差异而产生的变形。

本文分析了注塑成型过程中材料收缩不均、冷却、内外应力等因素对注塑件变形的影响，并结合实际零件的分析,阐述了模具设计中通过Moldflow分析对模具预变形设计来减小零件变形的具体方法。

关键词：Moldflow；预变形；收缩Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｃｈａｎｇｅ　ａｎｄ　ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ａｎｄ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎ　ｍｏｌｄｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｌｅａｄｓ　ｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｕｎｅｖｅｎ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｌｄｅｄ　ｐａｒｔｓ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｒｅａｓｏｎｓ　ｏｆ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｌｄｅｄ　ｐａｒｔｓ．　Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ，　ｃｏｏｌｉｎｇ，　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｏｒｉ－ｅｎｔａｔｉｏｎ，　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ａｎｄ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｓｔｒｅｓｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｌｄｅｄ　ｐａｒｔｓ　ｄｕｒｉｎｇ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｍｏｌｄｉｎｇ　ａｒｅ　ａｎａ－ｌｙｚｅｄ　ｂｙ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ．　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｒｅａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ，　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｍｏｌｄ　ｃａｖｉｔｙ　ｐｒｅ－ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｍｏｌｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｍｏｌｄｆｌｏｗ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｓ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｍｏｌｄｆｌｏｗ；　ｐｒｅ－ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；　ｓｈｒｉｎｋａｇｅＲｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｍｏｌｄ　Ｐｒｅ－ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍｏｌｄｆｌｏｗ引言注塑件变形是指注塑制品的形状偏离了模具成型系统的轮廓形状，它是塑料制品常见的缺陷之一，虽然对产品强度及使用寿命影响不大，可以忽略不计，但却影响了产品装配及美观，易引起客户的投诉。

MOLDFLOW模流分析结果解释解释结果的一个重要部分是理解结果的定义，并知道怎样使用结果。

下面将列出常用结果的定义及怎样使用它们的建议，越常用的结果将越先介绍。

屏幕输出文件（screen output）和结果概要（results summary）屏幕输出文件和结果概要都包含了一些分析的关键结果的总结性信息。

屏幕输出文件还包含如图169所示的附加输出，表明分析正在进行，同时还提供重要信息。

从它可以看出分析使用的压力和锁模力的大小、流率的大小和使用的控制类型。

图169. 充模分析的屏幕输出文件屏幕输出文件和结果概要都有与图170相似的部分。

它同时包含了分析过程中（第一部分）和分析结束时的关键信息。

使用这些信息可以快速查看这些变量，从而判断是否需要详细分析某一结果，以发现问题。

图170. 结果概要输出充模时间（Fill Time）充模时间显示的是熔体流动前沿的扩展情况，其默认绘制方式是阴影图，但使用云纹图可更容易解释结果。

云纹线的间距应该相同，这表明熔体流动前沿的速度相等。

制件的填充应该平衡。

当制件平衡充模时，制件的各个远端在同一时刻充满。

对大多数分析，充模时间是一个非常重要的关键结果。

压力（Pressures）有几种不同的压力图，每种以不同的方式显示制件的压力分布。

所有压力图显示的都是制件某个位置（一个节点）、或某一时刻的压力。

使用的最大压力应低于注射机的压力极限，很多注射机的压力极限为140 MPa (~20,000 psi)。

模具的设计压力极限最好为100 MPa (~14,500 psi)左右。

如果所用注塑机的压力极限高于140MPa，则设计极限可相应增大。

模具的设计压力极限应大约为注射机极限的70%。

假如分析没有包括浇注系统，设计压力极限应为注射机极限的50%。

象充模时间一样，压力分布也应该平衡。

压力图和充模时间图看起来应该十分相似，如果相似，则充模时制件内就只有很少或没有潜流。

具体的压力结果定义如下：•压力（Pressure）压力是一个中间结果，每一个节点在分析时间内的每一时刻的压力值都记录了下来。

丝里丝型丝皇笪堕堂蕉星些＿勉—ｌ篮盈＿譬冒＿重巨煦鲤鱼触．当今的注塑成型产品越来越精密、复杂，对产品的形状和尺寸精度要求也越来越高，这就对我们的产品设计人员、模具设计人员提出了更高的要求。

传统的设计方法以工程师的个人经验为基础，而这种经验在新产品的开发和定量控制方面有很大的局限性，产品的实际形状总是要等产品生产出来后才能知道。

这使得设计周期长，大量时间和成本被浪费在对产品和模具的反复修改中。

而基于ＣＡＥ技术的设计方法则能在实际的模具和产品被加工出来之前，预测产品的形状和尺寸，检测其是否符合设计要求。

如果不符合的话，还可以分析造成其不符合的原因，然后在计算机上对设计方案进行相应的修改，直到合格为止才进行真正的模具加工和产品生产。

这样就能大大地缩短了产品开发周期，节约了开发成本。

下面我们以注塑成型ＣＡＥ的专业软件Ｍｏｌｄｆｌｏｗ为例，来说明ＣＡＥ技术在产品开发中的应用。

１．产品变形原因分析塑料产品变形的根本原因是收缩不均匀。

其中包括产品各个区域的收缩差异、厚度方向的收缩差异、平行和垂直于分子或纤维取向方向的收缩差异等。

影响塑料收缩的因素则有材料的Ｐ、Ｖ、Ｔ（压力、体积、温度）性能，冷却速率，分子的取向方向及程度，温度差异，以及模具对产品的约束等。

在实际生产中，产品结构、制品材料、模具设计和成型工艺都对产品的变形有影响。

所以，在设计产品的初期就应该选择正确的制品材料，注意产品的几何结构，以使得产品不易变形。

下面我们简单讨论以上各种因素对产品变形的影响情况，如图１所示。

图１各种因素对产品变形的影响情况分祈及其应用Ｍｏｌｄｆｌｏｗ公司上海办事处陈戈陈建（１）在产品设计上，一般地讲，减小产品壁厚将增大分子取向程度，但将降低收缩。

所以，对于无定形材料的制品而言，减小壁厚将增大变形；而对半结晶材料，则相反。

当然，对于任何一个产品，无论使用何种材料，为减小变形，产品的壁厚都应该尽可能地均匀。

（２）在模具设计方面，主要是要注意浇口位置和冷却系统的分布。

MoldFlow软件塑料制品翘曲分析及应用newmaker一翘曲产生的原因1 翘曲分类Moldflow MPI/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Set Analysis Sequence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。

2 FUSION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Process Settings 命令）的第三步，选取Isolate cause of warpage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Use iterative solver选项，可显著减少计算时间。

Moldflow各种功能介绍Moldflow功能介绍Moldflow 公司为一家专业从事塑料计算机辅助工程分析（CAE）的跨国性软件和咨询公司。

自从1978年美国Moldflow公司发行了世界上第一套流动分析软件，几十年来以不断的技术改革和创新一直主导着CAE软件市场。

Moldflow以市场占有率87％及连续五年17％的增长率成为全球主流分析软件。

公司有遍布全球60个国家超过8000家用户,在世界各地都有Moldflow的研发单位及分公司。

Moldflow拥有自己的材料测试检验工厂，为分析软件提供多达8000余种材料选择，极大提高分析准确度。

从设计到加工-----Moldflow 为您提供全套解决方案,-----Moldflow让您轻松拥有高品质产品-----Moldflow是您的企业面向世界的必经之路Moldflow的产品用于优化制件和模具设计的整个过程, 提供了一个整体解决方案。

Moldflow软硬件技术为制件设计、模具设计、注塑生产等整个过程提供了非常有价值的信息和建议。

Moldflow系列产品包括：MPA：Moldflow Plastic Advisers(快速试模分析)MPI：Moldflow Plastic Insight(高级成型分析)MMS：Moldflow Manufacturing Solution (专家试模系统)Moldflow Plastic Advisers(塑件顾问系列)MPA直接从CAD输入实体分析，让您在短时间内掌握问题所在，并为您提供实际的解答和忠告。

Moldflow Plastics Advisers包括Moldflow Part Adviser（产品顾问）和Moldflow Mold Adviser（模具顾问）两个产品。

MPA提供初步设计的引导方案，预测问题点并提供实际的解决方案和忠告。

它直接转入CAD实体做分析，大幅减少前期分析模型修整时间。

使用工程师能快速获得分析结果，对产品或模具加以修正。