如何正確解讀Moldflow流動(dòng)波前溫度結(jié)果？

2016-02-28  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

如何正確解讀Moldflow流動(dòng)波前溫度結(jié)果?

一、流動(dòng)波前溫度分析結(jié)果概述

Moldflow流動(dòng)波前溫度結(jié)果,即Flow Front Temperature,產(chǎn)生于中性面、雙層面和3D單元模型的流動(dòng)分析結(jié)果。這個(gè)結(jié)果
是流動(dòng)分析結(jié)果中重要的一項(xiàng),它比較全面的反映了塑膠在充填產(chǎn)品時(shí)的流動(dòng)狀態(tài),能夠幫助我們?cè)u(píng)估流動(dòng)粘度大、滯流、短
射、外觀質(zhì)量等潛在成型問(wèn)題。

通常我們?cè)谠O(shè)計(jì)同一類產(chǎn)品的時(shí)候,大部分的基本形狀是相似的,只會(huì)做一些如增加或者減少壁厚,改善筋條位置或者增加數(shù)量
等局部結(jié)構(gòu)上的處理,由于這些改變,以往成熟的工藝條件,不得不為了局部的改變尋找新的平衡點(diǎn),客觀上局部結(jié)構(gòu)的處理使
得成型窗口相對(duì)變得縮小了。對(duì)于流動(dòng)波前溫度的結(jié)果,我們能夠深入通過(guò)溫度場(chǎng)的分布來(lái)理解這種變化,理解塑膠在充填時(shí)對(duì)
于產(chǎn)品上大部分結(jié)構(gòu)和局部結(jié)構(gòu)之間的流動(dòng)模式的差異,相互之間的沖突,如塑膠更容易優(yōu)先充填流動(dòng)阻力比較小的大截面區(qū)域
,而小截面或者壁厚較小以及突出的筋條位置流動(dòng)阻力更大,容易產(chǎn)生滯流,不同的流動(dòng)速度最終會(huì)也反饋到溫度場(chǎng)的變化,這
樣我們?cè)谛薷漠a(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)上就有了比較重要的參考依據(jù),尤其是面對(duì)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的產(chǎn)品,不同厚度結(jié)構(gòu)讓流動(dòng)模式更
趨于復(fù)雜化,但是有了波前溫度結(jié)果可以讓這些復(fù)雜變得更簡(jiǎn)單。

二、流動(dòng)波前溫度的定義

流動(dòng)波前溫度結(jié)果產(chǎn)生于流動(dòng)分析階段,顯示的是塑膠充填到產(chǎn)品某一位置時(shí)厚度方向上中間層的溫度結(jié)果,如下塑膠流動(dòng)是噴
泉流,流動(dòng)波前溫度顯示中間流速最快的波前溫度。

一般來(lái)講,厚度方向上中間層的溫度最高,因此中間層的溫度就能夠直接反應(yīng)塑膠充填的狀態(tài),如溫度是否過(guò)低,產(chǎn)品是否能最
終充滿的基本問(wèn)題。

三、流動(dòng)波前溫度正確解讀

為保證充填,流動(dòng)波前溫度一定要控制在材料許可范圍之內(nèi),為保證基本充填,料流前鋒溫度一定不能低于Moldflow材料庫(kù)中的
transition temperature(止流溫度),如下圖,波前溫度顯示部分區(qū)域未充填,對(duì)應(yīng)區(qū)域顯示灰色,該區(qū)域低于材料的止流溫度24
3deg.C,沒(méi)有充滿。

塑膠總是充填阻力較小的區(qū)域,對(duì)于阻力較大的位置雖然也充填,但是充填速度慢,因此導(dǎo)致滯流,在波前溫度表現(xiàn)上就是溫度下
降很快,通常滯流伴隨著產(chǎn)生嚴(yán)重的短射問(wèn)題,我們可以通過(guò)溫度的變化來(lái)了解充填的滯流程度。如下是一個(gè)典型案例,在分析日
志文件中顯示警告,料流前鋒已經(jīng)凝固,對(duì)應(yīng)流動(dòng)前沿溫框示區(qū)域顯示灰色。

3.3 波前溫度差異影響產(chǎn)品外觀

塑膠充填時(shí)中間溫度越高,流動(dòng)性越好,在充填模具型腔的時(shí)候更容易。如下圖,模具模腔內(nèi)部有一定的粗糙度,尤其是模具表面
經(jīng)常會(huì)做一些皮紋(蝕紋),相對(duì)的流動(dòng)波前溫度的區(qū)域更容易復(fù)制皮紋的深度特征,且產(chǎn)品的表面光澤度是均勻的,對(duì)于外觀要
求非常高的產(chǎn)品,溫度越高,充填產(chǎn)品相鄰區(qū)域的溫差越小越能改善外觀質(zhì)量,減少外觀差異。這就是為什么Moldflow推薦最終
成型溫度控制在2到5度差異的原因,溫度變化越小,產(chǎn)生的外觀和成型問(wèn)題越少。

3.4 溫度過(guò)高導(dǎo)致的外觀問(wèn)題

1) 充填溫度過(guò)高,通常發(fā)生在截面較小區(qū)域,典型的如澆口區(qū)域,受剪切生熱的影響,溫度過(guò)高導(dǎo)致材料燒焦現(xiàn)象,如下圖

2) 局部的流動(dòng)波前溫度導(dǎo)致產(chǎn)品外觀問(wèn)題,如下圖產(chǎn)品光澤度有很大差異。

四、流動(dòng)波前溫度的優(yōu)化

4.1 優(yōu)化充填時(shí)間改善流動(dòng)波前溫度

波前溫度和充填速度有很大關(guān)系,優(yōu)化充填時(shí)間能夠改善波前溫度的差異,準(zhǔn)確的評(píng)估方案可行性,如下,不同的充填時(shí)間,
波前溫度的均勻度差別很大,方案④是最佳的選擇,能夠解決短射問(wèn)題,且溫度更均勻。因此在評(píng)估分析結(jié)果時(shí)要注意波前
溫度是否經(jīng)過(guò)優(yōu)化的結(jié)果,避免工藝不正確導(dǎo)致評(píng)估誤差。

4.2 優(yōu)化流動(dòng)波前速度改善波前溫度

理想的充填模式,是保證料流前鋒速度恒定,這樣可以根據(jù)產(chǎn)品不同位置的截面面尺寸采用不同的充填速度,如下通過(guò)Mol
dflow推薦的螺桿速度曲線優(yōu)化之后分析,能夠保證前鋒料流的溫度能夠盡可能均勻。

五、Moldflow流動(dòng)波前溫度評(píng)估總結(jié)

對(duì)于流動(dòng)波前溫度分析結(jié)果,需要正確了解其含義,同時(shí)在分析過(guò)程中,需要通過(guò)優(yōu)化工藝獲得最佳的波前溫度分布,從而
準(zhǔn)確判斷產(chǎn)品局部區(qū)域可能存在的如滯流、短射、燒焦、外觀光澤度差異等問(wèn)題,為根本解決波前溫度問(wèn)題,通過(guò)最終優(yōu)化
產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考依據(jù)。

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