基于快速仿真的塑料注射工艺窗口的预测方法

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工艺参数优化是提高注塑制品质量的重要手段之一。传统的工艺参数设置方法采用人工试模,但此方法浪费且耗时。不少学者采用人工智能方法求出一组优化的工艺参数,但是实际注射工艺参数会随材料不同,机器的振荡和环境因素的不稳定而波动,有可能导致注塑产品出现缺陷。  工艺窗口是注射生产时合理的工艺参数区域,选取工艺窗口中心点对应的值作为注射参数,不仅可以得到高质量的制品,还可以使注射过程具有很好的稳健性。但工艺窗口的边界不规则,各因素间存在交互作用,要想准确的描述工艺窗口的边界,需要进行大量的全面的实验,这无疑会耗掉大量的试验时间。  针对上述问题,本文着力于塑料注射参数工艺窗口的快速求取,完成了如下四项工作:  (1)通过决策树提取制品成形特征,根据成形特征将复杂制品简化为等流长等壁厚等体积的长方形平板,即简化流动模型。通过选取有代表性的案例对简化流动模型的可行性进行分析。  (2)选取待优化的注射参数作为研究对象,通过正交试验法安排试验,对具有与平板有相同拓扑结构的案例采用简化流动模型,复杂结构采用原模型进行CAE分析。  (3)选取对质量控制的关键因素作为评价指标建立评价体系,并据此对CAE分析结果进行评价。根据分析结果将对应的注射工艺参数组合分为正负案例。正案例表示能得到优良制品,负案例表示不能得到优良制品。  (4)基于支持向量机(SVM)建立工艺窗口。将正负案例集作为训练样本输入SVM,求取正负案例集分类超平面。利用此分类超平面对选定区域的所有可能的工艺参数组合进行判断,便能绘制出工艺窗口。并通过注塑机试验验证其精度。  本文提出的工艺窗口的计算方法与传统方法相比,只需要少量的案例进行仿真计算,速度快、效率高,有较强的实用性,对注塑成型工艺具有一定的指导意义。
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