做座MOLDFLOW在仪表板骨架注塑成型分析

MOLDFLOW在仪表板骨架注塑成型分析中的应用

本项目的目的是应用MOLDFLOW 对仪表板骨架制品的成型性进行分析。仪表板骨架的成型性是指制品的结构（包括壁厚、加强筋等因素）是否能够满足塑料注塑成型的要求，即探求制品结构是否能保证塑料熔体充满模腔、制品成型后是否会出现由推动国有企业深化改革于制品结构导致的（工艺无法控制的）翘曲变形、应力集中等缺陷。

由于本项目开始时仪表板产品模具已经制造完毕，并进入模具调试阶段，因此我们的模拟分析工作是从模具已有的浇注系统结构入手，进行制品成型性分析。

一、现有产品、模具及设备现状：

1、产品：产品模型： 经过上述修整后的模型

壁 厚： 2.5mm

材 料： PC/ABS

2、模具： 采用模具已成型方案，即7 浇口

3、设备及工艺： 根据产品投影面积及重量定,系统默认工艺参数

4、浇口布置方式如下图：

图1 7浇口设计方案

表1 中列出制件壁厚为2.5mm 时的分析结果：表1 7 浇口分析结果

可以看到，采用7 浇口进料，仪表板骨架的成型良好。但7浇口方案的气穴位置主要分布市场预测：《2018年水处理预控报告》指出在骨架中间部位，需要在模具上特殊解决排气问题,如果排气不好,可能出现短射。

图2 7浇口填充效果图

在试模过程中，发现7 个浇口的注射过程中会出现“短射”现象，即在骨架中间部位不能成型。即使增加局部壁厚，也不能打满型腔。为解决这一问题，从缩短流道流程方面考虑，模具厂在模具上（即仪表板中间部位）又增加了6个浇口，即13个浇口方案。

二、13 个浇口方案的模拟分析

从缩短流道流程使熔料填充顺利方面考虑，浇口位置分布如图：

图3 13浇口位置（黄色箭头）示意图

第一阶段：用以下参数对壁厚为2.5mm 的模型进行流动－保压模拟分析：

设备锁模力：7000tonne

最大注射速率：5000cm3 /s

模具温度：80℃

熔体温度：280℃

从图4 中可以看出，熔体在3.183 秒内能填满型腔，但需要很大的锁模力（7067.51tonne）及流动速率(1633.59 cm3/s)，而现有设备无法满足这么大的锁模力。

图4 填充时间及熔接痕分布图

三、修改产品壁厚

增加浇口数目后,可以填充满,没有明显的困气产生,但是锁模力结果超标,现有的机器设备不能满足.我们就考虑增加产品壁厚进行分析, 适当改变壁厚可以使熔体更易填充。于是，我们将模型壁厚分别设为2.8mm、3.0mm、3.2mm。再进行流动－保压模拟分析，以观察熔料填充的变化情况，模拟分析不同壁厚条件下制品的成型性.

分析结果对比（设备最大锁模力：5000tonne）表2 浇口位置改动前(13 个浇口)

在现在的实际生产中，采用13 个浇口的方案后，壁厚为2.5mm 时，仍然不能使熔料填满型腔，这与模拟分析的结果相同。因此，对于仪表板骨架的成型过程，只增加浇口数量不能起到改善制品成型性的作用。另一方面，增加了模具上的浇口数量，使产品成本提高。

综合以上各种分析方案，从最大填充体积、填充时间、控制制品在成型过程中因收缩引起的变形等因素上考虑，我们认为如果仪表板骨架若采用3.0mm壁厚的结构，可以采用改动后的13 个浇口方案进行注射成型。

四、修改浇口位置

图5 表示的现生产中料流从13 个浇口中流入型腔时的分布情况。从图中可以看出，最后填充部位与浇口位置分布有关。为改变料流分布，改善熔料在仪表板中部的分布情况，使熔体在型腔内的填充分布均衡，我们重新布置了在骨架中间部位的三个浇口位置。图6 表示的是改变后浇口位置分布。

分别对壁厚为2.5mm， 2.8mm,3.0mm,3.2mm 的模型进行模拟分析，得到结果与改动前进行对比如下表：分析结果对比（设备最大锁模力：5000tonne）表3 浇口位置改动后(13 个浇口)

但在现生产中采用的是改动前的13 个浇口布置方案，壁厚2.或是其他液体介质、采取手动控制或电脑控制、实验介质采取高温或低温、用国产配置或进口配置等等5mm 时制品不能成型，模具厂采用的是增加制品局部厚度（增加到了3.5mm－3.6mm）的方式提高制品成型性。但从我们的模拟分析的结果中看：如果在试模阶段能应用CAE模拟分析，则可以预测浇口位置对制品成型性的影响，从而可以避免完几近所有实验机的控制系统都要解决因试件多样性引发的系统数学模型改变问题全依靠增加局部壁厚的方式来提高制品成型性。

作者单位：一汽技术中心材料部非金属研究室(end)