劉 軍（江門市大光明電力設(shè)備廠有限公司，529100）

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注塑成型工藝的模擬分析

劉 軍
（江門市大光明電力設(shè)備廠有限公司，529100）

摘要：根據(jù)注塑生產(chǎn)的全過程，對(duì)其中所涉及的工藝條件對(duì)塑料制品的質(zhì)量產(chǎn)生影響來做出分析和探究，通過分析軟件來對(duì)塑料制品的注塑過程的進(jìn)行了模擬，準(zhǔn)確的確定此類工藝參數(shù)的參考數(shù)值，而且還舉例分析了應(yīng)用CAE技術(shù)的優(yōu)化工藝參數(shù)的過程，提出了找出優(yōu)化的注塑工藝方案的方法。

關(guān)鍵詞：注射成型；注塑成型模擬分析；工藝參數(shù)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

0　引言

注塑成型作為現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛的一種加工技術(shù)，迎合了現(xiàn)實(shí)社會(huì)中廉價(jià)高效、批量生產(chǎn)形狀特別復(fù)雜零件的需求。注塑成型模擬分析這種技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就可以發(fā)現(xiàn)其中可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問題。這篇文章根據(jù)注塑成型的制造中就參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究來進(jìn)行分析剖析，研究合適的挑選工藝參數(shù)的辦法，使用Moldflow軟件的MPI來進(jìn)行剖析研究，讓注塑工藝的進(jìn)行更加方便，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出合格的塑料制品。

1　工藝的參數(shù)優(yōu)化在設(shè)計(jì)上的重要影響

在注塑工藝的過程中，最關(guān)鍵的就是溫度的測(cè)量，壓力還有在各個(gè)階段的分布及作用時(shí)間，在對(duì)制品的內(nèi)在品質(zhì)和表面的性能方面起到了尤其重要的作用。注塑工藝參數(shù)的準(zhǔn)確制定，目的就是使熔體的形態(tài)良好，方便材料能夠更好的注塑，順利的完成充模，冷卻和形狀的固定。傳統(tǒng)工藝在生產(chǎn)品的過程中，要經(jīng)過多次的試模過程，才能夠總結(jié)出適合生產(chǎn)要求的工藝參數(shù)。使用模擬技術(shù)，減少了潛在問題的發(fā)生，降低了需要試模的次數(shù)，從而改善了主要的依據(jù)經(jīng)驗(yàn)與直覺，通過不斷試模、不斷修改模具的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)辦法。

2　工藝參數(shù)在注塑成型中產(chǎn)生的一系列影響

在注塑工藝的步驟里最重要的工藝過程是溫度（料溫，射嘴溫度，模具溫度），壓力（塑化壓力，注射壓力和保壓壓力）和與之對(duì)應(yīng)的每個(gè)時(shí)間段的作用時(shí)間等等。

2.1 溫度在注塑成型過程中產(chǎn)生的影響

注射成型的步驟里，一定要掌握好的是料筒溫度，射嘴溫度，模具溫度等等。前兩個(gè)是溫度最關(guān)鍵的是控制并保持塑料的熔融狀態(tài)，而最后一種是影響材料的結(jié)晶和變形程度的因素。

2.1.1料筒的溫度。料筒溫度的選擇和塑料材料的材料特性有關(guān)。各種的塑料有不一樣的粘流溫度和熱分解溫度，料筒內(nèi)適宜的溫度范圍最好是在粘流態(tài)溫度和熱分解溫度之間。

2.1.2射嘴的溫度。射嘴的溫度一般是比熔膠料筒的溫度低，要防止直通式射嘴可能產(chǎn)生的流涎現(xiàn)象。

2.1.3模具的溫度。模具的溫度主要影響到的是注塑件的結(jié)晶速度與結(jié)晶結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響到零件的變形程度與尺寸穩(wěn)定性。

注塑不相同實(shí)驗(yàn)的主要的工藝參數(shù)

2.2 壓力對(duì)于注塑過程中產(chǎn)生的影響

注射模型注塑進(jìn)程中需要挑選和控制的壓力涵蓋了塑化壓力，注射壓力與保壓壓力，它們對(duì)零件的表面質(zhì)量和充填速度有較大影響。

2.2.1塑化壓力。塑化壓力在保證塑件質(zhì)量的先決條件越小越好，

2.2.2注射壓力。注射機(jī)的注射壓力通常是指螺桿還有螺桿頭對(duì)塑料熔體所施加的壓力。在注射機(jī)上一般使用的是50%到85%的系統(tǒng)壓力之間。

2.2.3保壓壓力在塑件密實(shí)度和零件最終定型尺寸上有著重要的作用，可以令塑件尺寸收縮波動(dòng)范圍值在合理區(qū)間。冷卻時(shí)間是根據(jù)塑件的壁厚、材料的收縮率、結(jié)晶性能和以及模具的溫度等來判斷。

3　在CAE技術(shù)的基礎(chǔ)上的工藝參數(shù)優(yōu)化

計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)能夠用來準(zhǔn)確的判定是否是適合的工藝參數(shù)，特別是對(duì)體型較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜與尺寸要求精確的塑料制品就顯得格外重要。使用CAE技術(shù)使得工藝參數(shù)設(shè)置更加科學(xué)合理，而不需要生產(chǎn)出零件或制造出模具原型，能夠節(jié)省眾多的時(shí)間與金錢。，Moldflow能夠采取某些方法來使工藝參數(shù)變得更加合理，從而降低試驗(yàn)成本，加快新產(chǎn)品開發(fā)，進(jìn)而提升生產(chǎn)的效率。

4　工藝參數(shù)變得更好的設(shè)計(jì)案例

4.1 模型的建設(shè)

這篇文章要通過對(duì)于典型的注塑原件的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)當(dāng)做實(shí)際事例來闡釋了流動(dòng)分析在工藝參數(shù)變好過程中的使用，通過幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來得出結(jié)論。結(jié)果如下圖：

實(shí)驗(yàn)一，主要是產(chǎn)生了充填不足的狀況，而充填不足是因?yàn)椴牧狭鲃?dòng)性不足，無法充滿整個(gè)的模具型腔，尤其是壁厚較薄或者是流動(dòng)路徑較長(zhǎng)的的尾部地區(qū)。本實(shí)驗(yàn)注射的時(shí)間較長(zhǎng)，注射的速度比較慢，塑料熔體在還沒來得及充滿模穴之前就變成了固體，所以出現(xiàn)了充填不足的狀況。實(shí)驗(yàn)二，降低了充滿模腔的時(shí)間和提高了注塑的壓力，沒有產(chǎn)生充填不足的狀況?？墒?，制品卻存在較大程度的變形，而且尺寸精度差。實(shí)驗(yàn)三，因?yàn)樽⑸涞臅r(shí)間不合適，所以產(chǎn)生了制品出現(xiàn)縮痕，而且還容易造成成品的厚度不一。實(shí)驗(yàn)四，雖然改正了保壓壓力曲線，可是還存在流動(dòng)不平衡現(xiàn)象，可是就總體來看，還是有一定的進(jìn)步的。實(shí)驗(yàn)五，是考察模具溫度與熔體溫度在注塑上產(chǎn)生的作用如何，通過實(shí)驗(yàn)可以得出，零件的變形量的范圍在0.009%到0.315%之間，最大的變形量在不斷的減小，對(duì)于上述的實(shí)驗(yàn)來說，還是比較成功的。

5　結(jié)束語

在其他的條件確定的情況下，注射的時(shí)間與注射速度是存在逆向關(guān)系，即注射的時(shí)間越長(zhǎng)，那么注射的速度就越低，相反的來看，注射的時(shí)間越短，那么注射的速度就越高。

但注射的速度也不可以太小，要不然塑料熔體會(huì)在流動(dòng)、充滿模腔之前凝固，會(huì)出現(xiàn)缺料或縮孔等不良情況。

在保壓壓力的階段，增大保壓壓力，以及延長(zhǎng)保壓的時(shí)間，能使保壓曲線變好，能夠降低零件的收縮速率，減小零件翹曲的程度，改善零件外觀。而提升模具的溫度和塑膠熔體的溫度，能夠在很大程度上降低變形的程度。就一般的情況來看，設(shè)計(jì)人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來說很容易就能夠確認(rèn)缺陷出現(xiàn)的因素以及改正的方向，可是憑經(jīng)驗(yàn)卻很難確定精確的修正值，只能憑借以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷修正參數(shù)、試模、再修正參數(shù)，直到符合質(zhì)量要求，而使用moldflow軟件模擬分析后，改變了以往主要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)摸索注塑參數(shù)的狀況，通過軟件的仿真模擬很快就可以從中找出優(yōu)化的注塑參數(shù)，節(jié)省了各種成本，加快了開發(fā)過程，充分適應(yīng)了目前注塑生產(chǎn)多批次、小批量、個(gè)性化生產(chǎn)的社會(huì)需求。

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Simulation analysis of injection molding process

Liu Jun
（Jiangmen Daguangming Electronic Equipment Factory Co.,Ltd.529100）

Abstract：According to the whole process of production of injection molding,influence on the involved process conditions of plastic product quality to make analysis and research,through the analysis of the software of plastics injection molding process was simulated, and the accurate determination of such parameters of the reference number value,but also,for example analysis of the application of CAE technology to optimize the process parameters of process,is proposed to find optimal injection molding process.

Keywords：injection molding;injection molding simulation analysis;process parameters;optimization design