注塑成型工艺的模拟分析

刘 军（江门市大光明电力设备厂有限公司，529100）



注塑成型工艺的模拟分析

刘 军
（江门市大光明电力设备厂有限公司，529100）

摘要：根据注塑生产的全过程，对其中所涉及的工艺条件对塑料制品的质量产生影响来做出分析和探究，通过分析软件来对塑料制品的注塑过程的进行了模拟，准确的确定此类工艺参数的参考数值，而且还举例分析了应用CAE技术的优化工艺参数的过程，提出了找出优化的注塑工艺方案的方法。

关键词：注射成型；注塑成型模拟分析；工艺参数；优化设计

0　引言

注塑成型作为现代工业中应用非常广泛的一种加工技术，迎合了现实社会中廉价高效、批量生产形状特别复杂零件的需求。注塑成型模拟分析这种技术在产品设计阶段就可以发现其中可能出现的结构问题。这篇文章根据注塑成型的制造中就参数优化设计的研究来进行分析剖析，研究合适的挑选工艺参数的办法，使用Moldflow软件的MPI来进行剖析研究，让注塑工艺的进行更加方便，设计、生产出合格的塑料制品。

1　工艺的参数优化在设计上的重要影响

在注塑工艺的过程中，最关键的就是温度的测量，压力还有在各个阶段的分布及作用时间，在对制品的内在品质和表面的性能方面起到了尤其重要的作用。注塑工艺参数的准确制定，目的就是使熔体的形态良好，方便材料能够更好的注塑，顺利的完成充模，冷却和形状的固定。传统工艺在生产品的过程中，要经过多次的试模过程，才能够总结出适合生产要求的工艺参数。使用模拟技术，减少了潜在问题的发生，降低了需要试模的次数，从而改善了主要的依据经验与直觉，通过不断试模、不断修改模具的传统设计办法。

2　工艺参数在注塑成型中产生的一系列影响

在注塑工艺的步骤里最重要的工艺过程是温度（料温，射嘴温度，模具温度），压力（塑化压力，注射压力和保压压力）和与之对应的每个时间段的作用时间等等。

2.1 温度在注塑成型过程中产生的影响

注射成型的步骤里，一定要掌握好的是料筒温度，射嘴温度，模具温度等等。前两个是温度最关键的是控制并保持塑料的熔融状态，而最后一种是影响材料的结晶和变形程度的因素。

2.1.1料筒的温度。料筒温度的选择和塑料材料的材料特性有关。各种的塑料有不一样的粘流温度和热分解温度，料筒内适宜的温度范围最好是在粘流态温度和热分解温度之间。

2.1.2射嘴的温度。射嘴的温度一般是比熔胶料筒的温度低，要防止直通式射嘴可能产生的流涎现象。

2.1.3模具的温度。模具的温度主要影响到的是注塑件的结晶速度与结晶结构，进而影响到零件的变形程度与尺寸稳定性。

注塑不相同实验的主要的工艺参数

2.2 压力对于注塑过程中产生的影响

注射模型注塑进程中需要挑选和控制的压力涵盖了塑化压力，注射压力与保压压力，它们对零件的表面质量和充填速度有较大影响。

2.2.1塑化压力。塑化压力在保证塑件质量的先决条件越小越好，

2.2.2注射压力。注射机的注射压力通常是指螺杆还有螺杆头对塑料熔体所施加的压力。在注射机上一般使用的是50%到85%的系统压力之间。

2.2.3保压压力在塑件密实度和零件最终定型尺寸上有着重要的作用，可以令塑件尺寸收缩波动范围值在合理区间。冷却时间是根据塑件的壁厚、材料的收缩率、结晶性能和以及模具的温度等来判断。

3　在CAE技术的基础上的工艺参数优化

计算机辅助工程（CAE）技术能够用来准确的判定是否是适合的工艺参数，特别是对体型较大，结构复杂与尺寸要求精确的塑料制品就显得格外重要。使用CAE技术使得工艺参数设置更加科学合理，而不需要生产出零件或制造出模具原型，能够节省众多的时间与金钱。，Moldflow能够采取某些方法来使工艺参数变得更加合理，从而降低试验成本，加快新产品开发，进而提升生产的效率。

4　工艺参数变得更好的设计案例

4.1 模型的建设

这篇文章要通过对于典型的注塑原件的工艺参数设计当做实际事例来阐释了流动分析在工艺参数变好过程中的使用，通过几个实验来得出结论。结果如下图：

实验一，主要是产生了充填不足的状况，而充填不足是因为材料流动性不足，无法充满整个的模具型腔，尤其是壁厚较薄或者是流动路径较长的的尾部地区。本实验注射的时间较长，注射的速度比较慢，塑料熔体在还没来得及充满模穴之前就变成了固体，所以出现了充填不足的状况。实验二，降低了充满模腔的时间和提高了注塑的压力，没有产生充填不足的状况。可是，制品却存在较大程度的变形，而且尺寸精度差。实验三，因为注射的时间不合适，所以产生了制品出现缩痕，而且还容易造成成品的厚度不一。实验四，虽然改正了保压压力曲线，可是还存在流动不平衡现象，可是就总体来看，还是有一定的进步的。实验五，是考察模具温度与熔体温度在注塑上产生的作用如何，通过实验可以得出，零件的变形量的范围在0.009%到0.315%之间，最大的变形量在不断的减小，对于上述的实验来说，还是比较成功的。

5　结束语

在其他的条件确定的情况下，注射的时间与注射速度是存在逆向关系，即注射的时间越长，那么注射的速度就越低，相反的来看，注射的时间越短，那么注射的速度就越高。

但注射的速度也不可以太小，要不然塑料熔体会在流动、充满模腔之前凝固，会出现缺料或缩孔等不良情况。

在保压压力的阶段，增大保压压力，以及延长保压的时间，能使保压曲线变好，能够降低零件的收缩速率，减小零件翘曲的程度，改善零件外观。而提升模具的温度和塑胶熔体的温度，能够在很大程度上降低变形的程度。就一般的情况来看，设计人员的实践经验来说很容易就能够确认缺陷出现的因素以及改正的方向，可是凭经验却很难确定精确的修正值，只能凭借以往的实践经验不断修正参数、试模、再修正参数，直到符合质量要求，而使用moldflow软件模拟分析后，改变了以往主要依据经验摸索注塑参数的状况，通过软件的仿真模拟很快就可以从中找出优化的注塑参数，节省了各种成本，加快了开发过程，充分适应了目前注塑生产多批次、小批量、个性化生产的社会需求。

参考文献

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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