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[摘 要]注塑成型可以制作大量具有高精度和复杂型腔形状的制件，其中注塑模浇口位置的设定是整个模具设计中关键的一步。基于CAE（计算机辅助工程）技术，应用MOLDFLOW软件对汽车挡板注塑过程进行模拟分析，预测了在不同浇口方案下的注塑缺陷，确定了最优浇口设计方案，为模具设计人员优化模具设计提供了依据。
[关键词]计算机辅助工程 汽车挡板 模拟分析 浇口 优化设计
中图分类号：TU341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-597-01
注塑模具的浇口位置的设定是关乎一套模具成功与否的关键因素，而一般模具公司浇口位置大多是根据设计人员多年的经验而设定，这样一旦出错很可能就会导致整套模具的失败，从而导致模具的报废。而应用CAE（计算机辅助工程）技术，利用MOLDFLOW/MPI软件对产品进行预分析，从而选择正确的进胶点则可以有效地改善该问题。
1.CAE（计算机辅助工程）技术
注射模CAE技术就是根据塑料加工流变学和传热学的基本理论，建立塑料熔体在模具型腔中的流动、传热的物理数学模型，利用数值计算理论构造其求解方法，利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体的动态充填、冷却过程，定量地给出成型过程的状态参数（如压力、温度、速度等）。利用注射模CAE技术可存樟具制造之前，在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计中潜在的缺陷，突破了传统的在注塑机上反复试模、修模的束缚，为设计人员修改设计提供科学的依据。CAE技术的应用带来的直接好处是省时省力，减少试模、修模次数和模具报废率，缩短模具设计制造周期，降低成本提高产品质量。
2.Moldflow/MPI軟件简介
Moldflow是著名的专业塑料成型CAE软件，其MPI（Moldflow Plastics Insight，注射成型模拟分析，简称MPI）功能十分强大，包括流动分析、冷却分析、收缩分析、翘曲分析、结构应力分析、注塑工艺参数化设计等功能。流动分析功能模拟了塑料熔体在整个注塑过程中的流动情况，设计人员可以通过模拟结果获得型腔温度、型腔压力等工艺参数，可以观察熔料推进过程，确定熔接痕、气穴出现位置，从而可以优化浇口位置和成型工艺参数，为进行排气系统的设计提供依据，并且预测制件可能出现的缺陷，获得方案改进的方法。
3.CAE在模具浇口优化设计中的应用
浇口是熔体流进型腔的最后通道，对于制件的质量影响很大。注塑模浇口位置的设定决定了聚合物的流动方向和流动的平衡性，产品质量可以通过浇口位置的优化得到显著提高；不合理的浇口位置常常造成熔体充填不均，从而引起过保压、高剪切应力、很差的熔接痕和翘曲等一系列缺陷。
4.浇口优化设计实例
4.1产品分析
本产品是一例汽车左挡板，产品长宽高约为398*234*65，材料为GE的PPE+PS++GF40%。注塑工艺：产品的密度1.3645，模具温度是75度，熔体温度是275度，注射时间2S，产品重量377克，总投影面积412.4CM2，成型周期43S，包括打开时间11S。产品大部分肉厚非常均匀，平局肉厚大概为2.8毫米，但局部较厚，达到6毫米。可能导致严重缩水问题，从而影响产品外观。有的局部壁厚达到0.9毫米，可能会导致滞留。
4.2导入模型和网格划分
首先将产品模型转换为STL格式的模型，然后导入Moldflow/MPI软件中，使用MOLDFLOW的有限分析网格的Fusion（双层面网格）进行分析。
上面三图显示的是产品填充时间分布图，其中前两种方案的产品薄筋处都有严重的滞留现象，而第三种子滞留现象明显得到改善。第三种方式相比前两种方式减少了一条中间主要的熔接线。
5.结论
从以上分析可以看出，浇口的位置和数目对产品的质量有很大的影响。浇口的数量并不是越多越好。通过以上对比可以看出，选择一点热流道要优于前两种两点热流道的效果，虽然还是有轻微的滞留，但是在注塑时已经可以很容易的解决了。但是产品较厚处，改变不大，需要更长的保压及冷却时间才可避免凹陷。少用一个热流道也可以降低一定的生产成本。
参考文献：
[1]庞继伟，王广勇.基于CAE的注塑模具结构优化设计.山东机械，2006，（1）：26～27，30
[2]单岩，王蓓等.Moldflow模具分析技术基础.北京：清华大学出版社，2004.
[3]钱秋波，王传洋.基于Moldflow的电机塑料外壳成型优化分析.模具工业，2010，36（6）：14- 16.
[4]黄先，董祥忠等.汽车仪表板注塑模具的CAE优化分析与设计.中国机械工程，2006，17（10）：175- 179.
[5]彭满华，刘斌.Moldflow软件在无绳电话机底盖模具设计中的应用.塑料科技，2009，37（2）：50- 54.
[6]王卫兵. Moldflow中文版注塑流动分析案例导航视频教程.北京：清华大学出版社.2008.
[关键词]计算机辅助工程 汽车挡板 模拟分析 浇口 优化设计
中图分类号：TU341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-597-01
注塑模具的浇口位置的设定是关乎一套模具成功与否的关键因素，而一般模具公司浇口位置大多是根据设计人员多年的经验而设定，这样一旦出错很可能就会导致整套模具的失败，从而导致模具的报废。而应用CAE（计算机辅助工程）技术，利用MOLDFLOW/MPI软件对产品进行预分析，从而选择正确的进胶点则可以有效地改善该问题。
1.CAE（计算机辅助工程）技术
注射模CAE技术就是根据塑料加工流变学和传热学的基本理论，建立塑料熔体在模具型腔中的流动、传热的物理数学模型，利用数值计算理论构造其求解方法，利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体的动态充填、冷却过程，定量地给出成型过程的状态参数（如压力、温度、速度等）。利用注射模CAE技术可存樟具制造之前，在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计中潜在的缺陷，突破了传统的在注塑机上反复试模、修模的束缚，为设计人员修改设计提供科学的依据。CAE技术的应用带来的直接好处是省时省力，减少试模、修模次数和模具报废率，缩短模具设计制造周期，降低成本提高产品质量。
2.Moldflow/MPI軟件简介
Moldflow是著名的专业塑料成型CAE软件，其MPI（Moldflow Plastics Insight，注射成型模拟分析，简称MPI）功能十分强大，包括流动分析、冷却分析、收缩分析、翘曲分析、结构应力分析、注塑工艺参数化设计等功能。流动分析功能模拟了塑料熔体在整个注塑过程中的流动情况，设计人员可以通过模拟结果获得型腔温度、型腔压力等工艺参数，可以观察熔料推进过程，确定熔接痕、气穴出现位置，从而可以优化浇口位置和成型工艺参数，为进行排气系统的设计提供依据，并且预测制件可能出现的缺陷，获得方案改进的方法。
3.CAE在模具浇口优化设计中的应用
浇口是熔体流进型腔的最后通道，对于制件的质量影响很大。注塑模浇口位置的设定决定了聚合物的流动方向和流动的平衡性，产品质量可以通过浇口位置的优化得到显著提高；不合理的浇口位置常常造成熔体充填不均，从而引起过保压、高剪切应力、很差的熔接痕和翘曲等一系列缺陷。
4.浇口优化设计实例
4.1产品分析
本产品是一例汽车左挡板，产品长宽高约为398*234*65，材料为GE的PPE+PS++GF40%。注塑工艺：产品的密度1.3645，模具温度是75度，熔体温度是275度，注射时间2S，产品重量377克，总投影面积412.4CM2，成型周期43S，包括打开时间11S。产品大部分肉厚非常均匀，平局肉厚大概为2.8毫米，但局部较厚，达到6毫米。可能导致严重缩水问题，从而影响产品外观。有的局部壁厚达到0.9毫米，可能会导致滞留。
4.2导入模型和网格划分
首先将产品模型转换为STL格式的模型，然后导入Moldflow/MPI软件中，使用MOLDFLOW的有限分析网格的Fusion（双层面网格）进行分析。
上面三图显示的是产品填充时间分布图，其中前两种方案的产品薄筋处都有严重的滞留现象，而第三种子滞留现象明显得到改善。第三种方式相比前两种方式减少了一条中间主要的熔接线。
5.结论
从以上分析可以看出，浇口的位置和数目对产品的质量有很大的影响。浇口的数量并不是越多越好。通过以上对比可以看出，选择一点热流道要优于前两种两点热流道的效果，虽然还是有轻微的滞留，但是在注塑时已经可以很容易的解决了。但是产品较厚处，改变不大，需要更长的保压及冷却时间才可避免凹陷。少用一个热流道也可以降低一定的生产成本。
参考文献：
[1]庞继伟，王广勇.基于CAE的注塑模具结构优化设计.山东机械，2006，（1）：26～27，30
[2]单岩，王蓓等.Moldflow模具分析技术基础.北京：清华大学出版社，2004.
[3]钱秋波，王传洋.基于Moldflow的电机塑料外壳成型优化分析.模具工业，2010，36（6）：14- 16.
[4]黄先，董祥忠等.汽车仪表板注塑模具的CAE优化分析与设计.中国机械工程，2006，17（10）：175- 179.
[5]彭满华，刘斌.Moldflow软件在无绳电话机底盖模具设计中的应用.塑料科技，2009，37（2）：50- 54.
[6]王卫兵. Moldflow中文版注塑流动分析案例导航视频教程.北京：清华大学出版社.2008.