如何正確解讀Moldflow流動波前溫度結果？

2016-02-28  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網

如何正確解讀Moldflow流動波前溫度結果?

一、流動波前溫度分析結果概述

Moldflow流動波前溫度結果,即Flow Front Temperature,產生于中性面、雙層面和3D單元模型的流動分析結果。這個結果
是流動分析結果中重要的一項,它比較全面的反映了塑膠在充填產品時的流動狀態(tài),能夠幫助我們評估流動粘度大、滯流、短
射、外觀質量等潛在成型問題。

通常我們在設計同一類產品的時候,大部分的基本形狀是相似的,只會做一些如增加或者減少壁厚,改善筋條位置或者增加數量
等局部結構上的處理,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,客觀上局部結構的處理使
得成型窗口相對變得縮小了。對于流動波前溫度的結果,我們能夠深入通過溫度場的分布來理解這種變化,理解塑膠在充填時對
于產品上大部分結構和局部結構之間的流動模式的差異,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阻力更大,容易產生滯流,不同的流動速度最終會也反饋到溫度場的變化,這
樣我們在修改產品設計及模具設計上就有了比較重要的參考依據,尤其是面對設計比較復雜的產品,不同厚度結構讓流動模式更
趨于復雜化,但是有了波前溫度結果可以讓這些復雜變得更簡單。

二、流動波前溫度的定義

流動波前溫度結果產生于流動分析階段,顯示的是塑膠充填到產品某一位置時厚度方向上中間層的溫度結果,如下塑膠流動是噴
泉流,流動波前溫度顯示中間流速最快的波前溫度。

一般來講,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塑膠充填的狀態(tài),如溫度是否過低,產品是否能最
終充滿的基本問題。

三、流動波前溫度正確解讀

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

塑膠總是充填阻力較小的區(qū)域,對于阻力較大的位置雖然也充填,但是充填速度慢,因此導致滯流,在波前溫度表現上就是溫度下
降很快,通常滯流伴隨著產生嚴重的短射問題,我們可以通過溫度的變化來了解充填的滯流程度。如下是一個典型案例,在分析日
志文件中顯示警告,料流前鋒已經凝固,對應流動前沿溫框示區(qū)域顯示灰色。

3.3 波前溫度差異影響產品外觀

塑膠充填時中間溫度越高,流動性越好,在充填模具型腔的時候更容易。如下圖,模具模腔內部有一定的粗糙度,尤其是模具表面
經常會做一些皮紋(蝕紋),相對的流動波前溫度的區(qū)域更容易復制皮紋的深度特征,且產品的表面光澤度是均勻的,對于外觀要
求非常高的產品,溫度越高,充填產品相鄰區(qū)域的溫差越小越能改善外觀質量,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,產生的外觀和成型問題越少。

3.4 溫度過高導致的外觀問題

1) 充填溫度過高,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,溫度過高導致材料燒焦現象,如下圖

2) 局部的流動波前溫度導致產品外觀問題,如下圖產品光澤度有很大差異。

四、流動波前溫度的優(yōu)化

4.1 優(yōu)化充填時間改善流動波前溫度

波前溫度和充填速度有很大關系,優(yōu)化充填時間能夠改善波前溫度的差異,準確的評估方案可行性,如下,不同的充填時間,
波前溫度的均勻度差別很大,方案④是最佳的選擇,能夠解決短射問題,且溫度更均勻。因此在評估分析結果時要注意波前
溫度是否經過優(yōu)化的結果,避免工藝不正確導致評估誤差。

4.2 優(yōu)化流動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,這樣可以根據產品不同位置的截面面尺寸采用不同的充填速度,如下通過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流動波前溫度評估總結

對于流動波前溫度分析結果,需要正確了解其含義,同時在分析過程中,需要通過優(yōu)化工藝獲得最佳的波前溫度分布,從而
準確判斷產品局部區(qū)域可能存在的如滯流、短射、燒焦、外觀光澤度差異等問題,為根本解決波前溫度問題,通過最終優(yōu)化
產品設計及模具設計提供有價值的參考依據。

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