基于CAE的多型腔注塑模浇注系统优化

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对于注塑成型来说,采用多型腔成型可以大大提高生产效率,并降低成本,故一直以来应用较广泛。多型腔的流道布置分为非平衡式和平衡式,在实际生产过程中这两类流道布置均会出现不同种类的流动不均衡现象,其原因不同,则解决方法也不同。本论文基于工程实践,以硒鼓清洁片制品和打印机墨盒盖制品的生产为例,运用注塑模CAE软件Moldflow,旨在解决实际生产中出现的流动不均衡问题。1、针对硒鼓清洁片的案例,根据所采用流道布置的不同来分别进行讨论:采用非平衡式的流道布置时,通常使用传统的人工均衡法进行优化,分别从几何参数和工艺参数方面来实现平衡流动。在几何参数平衡法中,通过调整浇口和流道的尺寸,降低了型腔之间的充填不平衡率,从而实现了充填过程中各型腔的平衡;随后,在几何参数优化结果的基础上,结合正交试验进行工艺参数优化,来讨论模具温度、熔体温度和注射速率三个因素对充填平衡的影响,结果表明注射速率对硒鼓清洁片案例充填平衡的影响最大,模具温度次之,熔体温度的影响最小,并得到三个因素的最佳水平组合,即注射速率(10cm3·s-1)、模具温度(90℃)、熔体温度(210℃)。实现充填过程的平衡后,应进一步实现保压过程中的平衡,分别运用恒定式和变压力式保压曲线进行保压,考察两类保压方式对制品体积收缩率的影响,经模拟分析可知,单一地使用恒定式保压曲线对制品体积收缩影响不大,采用变压力式保压曲线则可以降低制品的体积收缩率。采用平衡式的流道布置时,运用熔体旋转的流道设计,通过改变流道内不对称的剪切分布,从剪切效应的根源上解决了多型腔之间的流动不平衡问题,实现了真正意义上的流动平衡。2、针对打印机墨盒盖的案例,采用非平衡式流道布置,通过人工均衡法进行优化。经流道截面尺寸优化,型腔之间的充填不平衡率有所下降;由正交试验设计可知,注射时间对打印机墨盒盖案例充填平衡的影响最显著,模具温度次之,熔体温度的影响最小,且各影响因素的较优水平组合为注射时间(2s)、模具温度(50℃)和熔体温度(230℃)。
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