基于蛋清分离器的浇口分析

赵钱

摘 要：模流分析可以模拟熔融塑料在模具型腔内充填成型情况，能预测塑料件可能出现的成型质量问题。通过分析，可以在模具设计初期，给出模具浇口位置的设计参考方案，优化模具结构，缩短模具的生产周期，同时也能降低模具制造的成本。

关键词：蛋清分离器；浇口；分析准备

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.260

1 模流分析的一般流程

对于常规的塑件，一般分析流程包括前处理与后处理。前处理过程中有两大步骤“建立网格模型”与“设定分析参数”，后处理中为“模拟分析结果”。

（1）建立网格模型。本课题将利用UG建好的模型导出Moldflow能够识别的STL模型。然后对该模型进行网格划分。

（2）设定分析参数。首先确定分析的类型，对相应的模块进行分析。接着，在材料库中选择成型材料及各种物理参数。按照注塑成型的不同阶段，设置相应的温度、压力和等工艺参数。然后设定浇口位置，创建浇注系统和冷却系统的形式，初步确定主流道、分流道、浇口的大小和位置，与冷却管道的大小和位置等。

（3）模拟分析结果。通过参数设置，进行相关工艺的分析。在分析结束后，可以看到产品成型过程中充填过程、温度、压力的变化和分布，以及产品成型后的形状等信息，为模具设计提供必要的设计依据或参考。

2 蛋清分离器的分析准备

（1）模型导入。Moldflow与其它CAD系统具有良好的数据接口。本论文使用的CAD模型数据是由UG转换为STL文件。STL文件是Moldflow能识别的文件，Moldflow对文件的导入后，后期需要划分网格，同一个3D模型数据由于保存的文件格式不相同，网格划分的质量也不一样。如果保存的文件格式为IGS格式，在后续的划分网格质量，其匹配率要比STL和STP等格式的数据模型高一些。但有时数据模型的结构较复杂，IGS格式的数据反而会使网格的缺陷增多。因此，在IGS格式的数据质量较好的情况下，优先选择IGS格式；反之，优先选择STL格式。

（2）模型网格的划分。运用Moldflow进行模型分析之前，需要创建网格模型，通过有限元的计算方法，将模型用网格包络逼近，网格是模流分析的基础。全局网格边长一般情况下为制件最小壁厚的1.5-2倍。本论文的塑件壁厚通过厚度诊断平均值1.07mm，如图1所示。因此重新设置全局网格边长为1.6mm，满足原则要求，划分完之后的结果如图2所示，匹配率达到88.3%。表面网格模型的网格匹配率必须达到85%或者更高才可以进行流动+保压分析。

3 浇口位置分析

选择合理的浇口在模具设计中是十分重要的。通过Moldflow中的“浇口位置”分析模块，可以用来设计分析过程找到一个初步的浇口位置，如果已知塑件的材料是食品级别的PP塑料，通过材料的选择后，PP料的相关特性也就确定了，其中PP料的推荐的模具表面温度为50度和熔体温度为230度。

通过浇口位置分析后，如图3所示的浇口匹配性结果，显示了模型各位置处的浇口匹配性位置。其中用蓝色表示浇口匹配性最好，表示是最优的浇口位置。红色位置表示浇口匹配性最差，不适合设置浇口位置，其他位置匹配性处于过渡区域。

4 总结

从“浇口分析”可以用来为设计分析过程找到一个初步的最佳的浇口位置。也许该位置并不是最终设计结果，但是它对用户的设计会有很好的参考价值。从图3可以看到蓝色区域虽然是最佳浇口位置，考虑到产品外观的质量，不能采用直接浇口，因为直接浇口的凝料去除困难，浇口痕迹明显，影响了产品的外观的要求。所以直接浇口的设计方案不在考虑范围内，那么为了减小浇口的痕迹，还可以从模具的结构上思考采用点浇口方案。