基于 Moldflow 的手机外壳注塑成型分析

发表时间:2021/9/3   来源:《科学与技术》2021年4月第11期   作者:张步跃1张步进2张爱军3孔东平4王兰君5马国平6
[导读] 现阶段随着经济的提升,我国的信息技术也在逐渐趋于完善,而信息技术也不再是传统
      张步跃1张步进2张爱军3孔东平4王兰君5马国平6
      东莞市广正模具塑胶有限公司  广东省东莞市 523841
      摘  要:现阶段随着经济的提升,我国的信息技术也在逐渐趋于完善,而信息技术也不再是传统的固定模式,而是以手机为载体跟随人们的行动随处移动,增加了信息技术的灵活性和便捷性,方便了人们的生活,满足人们对生活质量提升的愿望。而在手机的制造中,手机外壳的制造是硬性条件,现阶段人们的对于手机外壳的要求也逐渐提升,因此,对于手机外壳的铸造应具有严格的施工流程和高标准的工艺。现今手机外壳的CAD三维造型采用的是Pro/E技术,并利用Moldflow软件对注塑成型的过程进行模拟,并对其中MPI模块的测试进行数据分析,运用其中反映出的准确信息对整个铸造过程中可能产生的缺陷进行直观性预测,优化了手机外壳注塑成型的质量。本文从塑件CAD模型入手,对浇口位置。注塑成型以及调整工艺参数后进行分析,旨在为日后相关人员对基于Moldflow的手机外壳注塑成型的研究提供参考性建议。
      关键词:Moldflow软件;手机外壳;注塑成型;注塑工艺
一、塑件CAD模型
      手机壳的CDA模型技术需要运用一种以Pro软件为平台的模拟技术,在生成STL文件的同时将其导入到Moldflow软件中进行模拟,并对应其中产生的参数进行分析。下图中是经过市场调查和分析最终选择的具有常见手机外壳特点的的手机外壳形状和尺寸,能够全面的对Moldflow软件在手机外壳注塑成型分析的应用进行直观反映。
二、浇口位置分析
      在进行Moldflow软件在手机外壳注塑成型分析之后,相关人员需要对其中的浇口位置进行有效的分析,根据模型模拟中的几何形状以及分析中得到的数据和工艺参数进行分析,从而确定浇口的最佳位置,在此过程中,不仅需要软件进行分析,还需要相关技术人员进行记录,从而避免浇口位置设置不当引起的制作缺陷,增加手机外壳生产质量。下图有效地反映了最佳浇口的位置以及不同浇注口位置的注塑模拟结构对比,直接地反映了最佳浇口位置以及任意浇口位置填充时间和填充完成时的温度分布,蓝色区域为最佳浇注口位置。在图中可以清晰明确地看见优化浇口位置后的注塑模拟结果具有良好的改变,填充时间有效的减少,温度分布得更加均匀,促进了冷却系统的设计,进而提升了手机外壳设计的效果。见图1-4。
  
 
三、注塑成型分析
(一)flow分析
      flow分析一般情况下运用在预测热塑性高聚物在磨具中的流动性,其分析结果主要包括填充时间、速度或是转换时的压力、气穴及熔接痕。在进行flow的分析中,其中具有的手机前盖完成的熔体填充在0.87s完成的熔体从浇口向两边同时流动,其中红色区域代表着最后填充区域。话筒与听筒部分所运用的时间基本一致,代表着熔体填充能够保证基本的平衡。而在压力下的控制仍能继续充满整个型腔,在测试中的气穴显示非常明显,产品中具有的熔接痕迹非常明显,在现实生产过程中此种气穴和熔接痕的存在现象会使得之间发生断裂,需要进行完善和修改。
(二)cool分析
      Cool分析指的是冷却分析,运用在模具内,对其热传递进行分析,其中分析的重点主要包括塑件和模具的温度、冷却时间。cool分析对制件的最终表面质量、制件残余应力、结晶度具有直接性影响,而冷却时间对制件的脱模时的温度和成型周期的长短具有着直接影响,进而对产品的生产成本具有着直接影响。在冷却分析中(如图5所示),冷却介质的最低差和最高差温度的差为0.21℃,其显示的最高温与室温相似,此结果表示整个冷却系统产生的模拟效果与设计的效果基本相同,是理想中的效果。而图中制件的最高温度高于制件顶出时的默认设置温度,说明冷却管道和制件之间的距离不够合理,需要进行调整至符合要求。而图中的制件冷凝时间和冷却剂流速可以作为调整工艺时的参考依据。见图5。
      
     
四、调整工艺参数后分析
(一)flow分析
      在进行flow的分析中,其中具有的手机前盖完成的熔体填充运用的时间在1.130s内,话筒与听筒部分所运用的时间基本一致,代表着熔体填充能够保证基本的平衡。而在此压力下控制的浇口位置压力相比于初步分析中的结果保压效果较好,在测试中的气穴与初步分析中的结果相近基本没有减少的情况,说明需要提升相应的效果。此外,产品中具有的熔接痕迹明显减少,但是还是具有熔接痕迹存在,总而言之,整体的制件效果不够理想。
(二)cool分析
      在进行Moldflow软件分析的流程中包含着新建立的工程项目、导入CAD模型、划分网格以及诊断等程序,需要一步一步的完成,其运用的流程虽然多,但是运用的时间对比传统工艺而言比较短,在进行初步成型分析中所需要的成型工艺参数设置过程对于程序中的默认设置皆可进行保留。在冷却分析中,冷却介质的最低差和最高差温度的差为0.1℃,其显示的最高温与室温相似,表示整个冷却系统产生的模拟效果与设计的效果基本相同,是理想中的效果。而图中制件的最高温度低于制件顶出时的默认设置温度,说明冷却管道和制件之间的距离得以有效调整。而图中的制件冷凝时间和冷却剂流速依旧可以作为调整工艺时的参考依据。
结束语
      总而言之,通过运用Pro/E模拟技术建立手机外壳的CAD三维实体模型,可以运用Moldflow软件对塑件的最佳浇注口进行有效分析,进而对其进行确定,在此过程中可以通过Moldflow软件进行的流动模拟分析以及冷却模拟分析能够对其中隐藏的缺陷和问题进行发现和解决,进而减少缺陷和问题塑件产生,此项技术在手机外壳注塑成型中的运用可以有效地提升塑件的质量,缩短其生产的时间和周期,对于模具的生产和设计具有重要意义。
参考文献:
[1] 吴一若, 胡瀚杰, 孙青云,等. 基于Moldflow的便拆式喷头体注塑成型模拟分析[J]. 塑料工业, 2019, v.47;No.387(S1):97-99+107.
[2] 苗盈, 陆忠华, 金华军,等. 基于Moldflow的组合型腔注塑模具成型工艺优化[J]. 塑料工业, 2019, 047(011):63-67.
[3] 苗盈, 陆忠华, 李薇,等. 基于Moldflow软件的双色注塑成型工艺优化[J]. 合成树脂及塑料, 2020, v.37(03):57-61+97.




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