Moldflow在多色注塑成型上的應(yīng)用

2016-09-14 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

一、前言

色注塑成型(Multicolour and Multicomponent Injection Moulding),也稱為多色射出成型,是用兩個(gè)或多個(gè)以上注射單元的注射成型機(jī),將不同品種或不同色澤的物料,同時(shí)或先后注入模具內(nèi)實(shí)現(xiàn)制品成型。用此方法可生產(chǎn)具有多種色彩的分色制品,或多種塑料的復(fù)合制品,如可制成外層為硬皮、內(nèi)層為泡沫結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)泡沫塑料制品等。多色注射成型是多組分注射成型工藝的一種,也是其中最為復(fù)雜的一種。

多色成型的優(yōu)點(diǎn):

1. 只需一個(gè)廠家就可以完成,因此所需更少場(chǎng)地、更少次品、更少能耗、更少環(huán)境污染 (如粘合劑)。

2. 在生產(chǎn)時(shí)通過(guò)減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)縮短整體循環(huán)時(shí)間,從而實(shí)現(xiàn)更少后勤費(fèi)用、更少開(kāi)辦費(fèi)用,節(jié)省了生產(chǎn)成本。

3. 功能綜合化 (如密封性要求很高的產(chǎn)品)。

4. 注射裝置的不同組合保證制品多樣性。

5. 多色成型的工藝可以保證制品靈活性。

多色注塑成型分為雙注塑和多注塑,雙色注塑成型,見(jiàn)圖0-1,根據(jù)排布的不同,分為:“L”型、“V”型、“R”型、“P”型等。

圖 0-1

多組分注塑成型,多個(gè)炮筒組成,可以是一個(gè)型腔,也可以是多個(gè)型腔。見(jiàn)圖0-2

圖 0-2

下面來(lái)介紹一下Moldflow如何模擬多色注塑成型。

二、雙色成型的模擬

所謂雙色注塑成型,是指將兩種不同色澤的塑料注入同一模具的成型方法。雙色成型的分析,在Moldflow里的設(shè)置是比較簡(jiǎn)單便捷。

圖1-1

產(chǎn)品如圖1-1,產(chǎn)品一(一射)注塑好以后,將模具旋轉(zhuǎn)180度,然后注塑產(chǎn)品二(二射),產(chǎn)品需成型兩次,只頂出一次。

在Moldflow的設(shè)置,需要將產(chǎn)品一和產(chǎn)品二同時(shí)導(dǎo)入Moldflow中,一起劃分網(wǎng)格,軟件支持的網(wǎng)格類型包括中性面、雙層面和3D網(wǎng)格。

第一步:劃分產(chǎn)品網(wǎng)格。兩個(gè)產(chǎn)品同時(shí)劃分,選用統(tǒng)一的全局邊長(zhǎng),注意需要選擇精確匹配。見(jiàn)圖1-2

圖1-2

第二步:選擇成型工藝為熱塑性重疊注塑,設(shè)定第二射產(chǎn)品的網(wǎng)格屬性為第二射注射。見(jiàn)圖1-3

圖1-3

第三步:選擇一射和二射所用的材料及工藝條件,執(zhí)行分析。見(jiàn)圖1-4

圖1-4

三、三色成型的模擬

多色注塑成型另一種成型方式,先注塑成型一個(gè)塑料制品,然后當(dāng)成嵌件放在模具當(dāng)中再注射另外兩種組分的料;也可以是先做成一個(gè)雙色的產(chǎn)品,然后當(dāng)成嵌件注射第三種組分的料。總的來(lái)講,三個(gè)組分都有一定的固定形狀,因此模具有多個(gè)型腔,工序相對(duì)于雙色成型和共注射成型更加復(fù)雜。

下圖是一個(gè)三色的產(chǎn)品,每一射都有具體的形狀,接觸面熔合的情況是產(chǎn)品成敗的關(guān)鍵,因此需要用Moldflow來(lái)進(jìn)行模擬,由于是三射成型,傳統(tǒng)的成型方法無(wú)法真正模擬產(chǎn)品在注塑過(guò)程當(dāng)中的實(shí)際情況,因此需要使用特殊的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖2-1

圖2-1

第一步:先導(dǎo)入第一射和第二射的產(chǎn)品,選擇網(wǎng)格類型為3D網(wǎng)格,一起劃分網(wǎng)格。選擇雙色的成型工藝,選擇好所用材料,設(shè)定工藝條件,執(zhí)行分析計(jì)算。該步驟與普通的雙色成型方法相同。見(jiàn)圖2-2

圖2-2

第二步:復(fù)制當(dāng)前雙色成型的方案two.sdy,命名為three.sdy。雙擊打開(kāi)方案three.sdy,使用“添加”命令,加入第三射產(chǎn)品,然后劃分網(wǎng)格。第三射網(wǎng)格,見(jiàn)圖2-3

圖2-3

第三步:刪除原方案的注塑位置,如果建了流道系統(tǒng),統(tǒng)統(tǒng)刪除,然后切換注塑工藝為熱塑性注射成型。見(jiàn)圖2-4.然后為第三射選擇好注射位置。

圖2-4

第四步:運(yùn)行宏命令MapTempOvermold.vbs,見(jiàn)圖2-5.宏命令位于軟件的安裝根目錄下面:X:\Program Files\Autodesk\Moldflow Synergy 2016\data\commands。

注意:在執(zhí)行這個(gè)命令之前不要更改一射和二射網(wǎng)格的屬性,比如將網(wǎng)格屬性更改為part insert或者mold insert都是錯(cuò)誤的。

圖2-5

然后會(huì)跳出一個(gè)對(duì)話框,見(jiàn)圖2-6.需要輸入雙色分析的方案名稱two,然后點(diǎn)擊確定,注意不需要后綴名.sdy。

圖2-6

腳本運(yùn)行的時(shí)候會(huì)彈出如下信息,百分比表示進(jìn)度,運(yùn)行完成以后會(huì)提示完成。見(jiàn)圖2-7

圖2-7

同時(shí)腳本運(yùn)行結(jié)束以后,在新的方案three.sdy下面有溫度這個(gè)結(jié)果。見(jiàn)圖2-8

圖2-8

第五步:也是最后一步,為方案three.sdy選擇分析序列“充填+保壓”并執(zhí)行分析,生成如下溫度的結(jié)果,見(jiàn)圖2-9.可以看到該結(jié)果包含第一射與第二射的溫度結(jié)果。

圖2-9

同時(shí)可以看到一射和二射接觸面熔合區(qū)域及二射和三射接觸面熔合的區(qū)域,見(jiàn)圖2-10

圖2-10

四、共注射成型

共注射成型又稱夾芯注射,是多色成型的一種,它是一種連續(xù)工序,通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的噴嘴或歧管將表層和芯層兩種材質(zhì)相繼注入模穴。該工序首先注入表層成分(組分A)來(lái)填充部分型腔,接著用芯層材料(組分B)繼續(xù)填充型腔,最后再次注入表層材質(zhì)(組分A)。它的特點(diǎn)是只有一個(gè)型腔,多個(gè)炮筒。如果兩個(gè)組分的料顏色差異較大,整個(gè)產(chǎn)品表現(xiàn)為夾心狀(如三明治)。

第一步:劃分產(chǎn)品網(wǎng)格,需要選擇網(wǎng)格類別為中性面,注意在執(zhí)行共注射分析時(shí),僅支持中性面的網(wǎng)格。如圖3-1

圖3-1

第二步:選擇材料,第一組分的材質(zhì)及第二組分的材質(zhì)。然后分別設(shè)定兩個(gè)組分的工藝條件。比如第一組分的A料充滿型腔的40%,然后注入第二組分B料,B料注射到80%時(shí)再次切換回A料。流道系統(tǒng)建好,工藝條件設(shè)定好以后,執(zhí)行分析。如圖3-2

圖3-2

第三步:查看結(jié)果,聚合物A料和B料在產(chǎn)品中的排布,A、B兩種料用紅藍(lán)兩種顏色區(qū)分,可以拉動(dòng)控制器,查看任何厚度上A、B兩種料的分布情況。見(jiàn)圖3-3

圖3-3

十、總結(jié)

本節(jié)主要講述了Moldflow在多色注塑成型當(dāng)中的應(yīng)用,在軟件里怎么樣去去創(chuàng)建模型,設(shè)置工藝參數(shù),成功執(zhí)行分析。多色注塑的成型,工藝上都比較復(fù)雜,成型時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題,如兩個(gè)產(chǎn)品熔合得不好,二射將一射燙花,變形過(guò)大等等,其實(shí)很多的成型問(wèn)題都可以通過(guò)Moldflow來(lái)模擬分析,借助軟件將問(wèn)題提前預(yù)測(cè)出來(lái),將問(wèn)題可視化量化,從而幫助我們提前將問(wèn)題解決。

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