Moldflow軟件在注塑模具制造中的應用

作者：李巖

一、Moldflow在企業的長期應用效益分析

1.筋位設計優化效益

柜口原始產品筋位設計過高，從客戶的使用功能上看防發泡溢料的筋位高度在10mm左右就可以了。筋位優化后制品重量可降低30g左右，且筋位的抱緊力減少，優化制品現有筋位拉白問題，同時可降低成型壓力。

效益分析：制品筋位和壁厚優化后制品重量單件可降低重量100g左右，按冷柜柜口所有型號年產30萬算，一年可節省57萬。

2.澆注系統優化效益

內桶底：澆注系統由熱流道四點直澆口改為冷流道縫隙澆口，可降低模具成本50000，生產節拍縮短20S。按年產50萬算，一年可節省17萬。

控制盤座：通過優化按鈕懸臂梁尺寸，按鈕上不需要放置澆口可成型，澆注系統改成熱流道減輕料把重量50g。

濾塵網：三板模點澆口改熱流道點澆口，單件可省料把30g，周期提效5s。

壓機蓋板：注塑機噸位不變，一模出兩件。年可節約注塑成本20萬。

3.冷水水路優化效益

通過優化冷水水路，模具熱點處鑲鈹銅。周期優化至65s左右。提效15S。按年產50萬算，一年可節省12.5萬。

保險杠：優化周期13s。

熱水器前殼：周期可控制在50s，提效5S。

儀表板本體：熱點優化可提效15s

二、moldflow應用經驗

1.變形

運行moldflow分析，變形的準確率可以在85%以上。通過分析可以提前預測產品的變形量，提出更改方案。避免了后期因為產品變形導致的大量修模問題。

2.氣痕

（1）筋位沖出氣痕

筋位排氣不良，產品表面沖出水花。筋位根部加排氣，或者更改產品造型使筋位根部不困氣（筋位加厚或者倒大圓角。）

流經筋位的熔膠先達到側壁，會在側壁上筋位正對位置有氣痕缺陷。改善方案產品壁厚調整或筋位造型優化。

（2）產品造型導致氣痕

澆口放置在紅色箭頭側，熔膠從產品內側往外沖，黑色箭頭正對位置有氣痕缺陷。升高模溫可改善。

產品表面刻字或者造型凸起導致氣痕。改善方案，刻字高度需控制在0.5mm以下。

3.計算大型產品的鎖模力

(1) 在進行大型產品的CAE分析時，如何給出正確的鎖模力是我們在日常分析中比較頭疼的問題。
(2) 鎖模力=型腔壓力*產品的投影面積，如何確定型腔壓力是鎖模力分析是否合理的關鍵。因此保壓壓力不能過大，如果過大將導致型腔壓力較大，進而導致較大的鎖模力。
(3) Moldflow默認保壓參數是成型壓力的80%，大型產品的分析成型壓力如果偏高，保壓壓力勢必較高，導致了較高的鎖模力。因此大型產品分析時需需綜合考慮現場工藝條件，按照實際工藝條件合理設置保壓壓力，才能得到合理大小的鎖模力。

三、Moldflow在海爾模具的應用案例

案例一：Moldflow在由變形導致的修模中的應用

商用空調接水盤，材料耐候ABS，主壁厚3.0mm。外形尺寸為1510 mm×291mm×276mm

客戶要求：

（1）銷孔處（紅色圓圈處）軸心處偏差需控制在0.5mm以內，
（2）主裝配邊（紅色線條標識處）變形需控制在2mm以內。

1.開模分析結果與試模結果對比

開模前分析結果：產品出模方向的變形量非常小，可以滿足客戶變形要求。

但是產品首試結果卻大大出乎我們的意料。裝配邊的變形非常大約為8mm左右，銷孔處軸心偏差大根本無法裝配。通過現場工藝調整，無法得到滿意的產品。需CAE查找原因并分析解決方案。

2.分析與實際變形不符原因排查

原因排查：

（1）試模工藝，試模材料，冷卻水，及澆注系統排查，無異常。
（2）實際產品數據與分析數據對比，發現局部造型不一致主裝配邊處壁厚加厚（最厚處約為4.8mm），與分析數據不一致（如圖4），是導致變形的主要原因。

采用最終數據運行CAE分析后我們發現變形分析結果與樣件一致，如圖5所示，因此產品局部壁厚加厚是導致產品出模方向變形加大的主要原因。

3.變形改善方案

塑膠件產生變形的原因是因為收縮不均產生的應力超過產品的剛度或者屈服強度后引起的變形。為此在不改變現有澆注系統，盡量減少模具改動的前提下。我們需要從增加產品剛度（加筋）或者減小產品上區域之間的收縮不均（調整壁厚）兩個方面入手，來改善變形。

空調接水盤變形改善方案一：通過加筋來增強產品剛度

通過加筋來增強產品剛度，增強產品對抗變形的能力。
由分析結果知產品加筋后，主裝配邊的變形由8mm減小至4.8mm左右，確有改善但是遠遠達不到客戶要求。同時因為加筋需要電火花加工，改模費用高，時間長。因此我們考慮采用減小收縮差異（調整壁厚）的方法來改善變形。

空調接水盤變形改善方案二：調整產品壁厚分布降低收縮差異來改善變形

通過調整產品壁厚分布，降低收縮來改善變形。

從澆口處加輔助流道：加強主裝配邊的保壓壓實，減小此區域的收縮，進而減小與大面的收縮差異。
產品靠近主裝配邊附近的大面壁厚加厚，通過減小壁厚差來減小由壁厚差異而改善收縮差異。
通過分析結果，產品壁厚優化后，變形可以滿足客戶要求。

4.試模驗證

模具按照CAE優化方案更改后，試模產品的變形滿足客戶要求，銷孔處于的變形非常小，裝配時銷釘可以一插到底。滿足了客戶要求，收到客戶好評。

項目總結

（1）CAE在注塑產品的變形分析中有著重要的指導作用，若實際試模結果與分析不一致，CAE工程師遇到這種問題首先需進行原因排查找出原因，并提供盡量簡單易于實現，且更改成本最低的修模方案；
（2）模具工程師在模具的制作過程中，特別是變形要求嚴格的產品。若產品更改必須將最新產品發給CAE重新運行變形分析，以確保分析數據的準確性；
（3）產品的收縮導致的變形可通過增加產品的剛性及調整產品壁厚分布來改善。具體實施需要綜合考慮成本及方案的可行性。選擇模具更改最少，成本最低的改模方案；
（4）開模前，通過CAE分析提前預估產品變形及其他缺陷。可避免后期這些缺陷導致修模。每套至少節約成本2500元，按照模具公司每年生產模具1000套計算每年可節約成本250萬。