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Moldflow解決產品變形問題-余姚模具設計培訓

Moldflow解決產品變形問題


治病找到病因最關鍵,對于塑膠制品來說,解決成型后產品發生的變形問題如同治病,同樣首要任務是找到變形的原因。產品變形常見因素如下:模具方面,如澆口位置不當導致充填不平衡,水路排位不合理會導致冷卻不均(有些大件的產品需要分段設計水路,利于調整可以調整翹曲變形),頂出不合理會導致產品頂出變形等等;產品方面:有時產品本身就設計不合理,比如產品太長又沒加強筋,肉后不均會導致收縮變形等等;成型方面:如保壓時間不夠,料溫過高或過低,壓力過大或過小都會引起產品變形。 

解決產品變形問題,只依賴傳統的經驗或是對變形原因進行逐一排除的方法來摸索,周期太長,滿足不了目前市場對產品越來越高的品質、交期、成本上的要求,特別是目前許多消費性產品更新換代迅速,開發周期過長就意味著失去了競爭優勢。 

如果采用Moldflow分析技術,可以幫我們在第一時間找出產品變形原因,再針對問題點進行修改,問題就變得容易多了。Moldflow可以分析塑膠熔體在型腔中的成型情況,預測潛在的問題,供設計者及時調整產品的壁厚、結構等,這樣就大大縮短了開發周期,降低生產成本。 

以下通過一個案例來介紹如何通過應用Moldflow軟件,有效做到減少產品與模具的修改次數,縮短了產品上市的周期,為企業創造了更大的價值。 

本案例是一地拖面板,從2005年就開始量產的一款舊產品,一模二穴,成型材料為PP-1120,采用側水口兩點進膠,實際生產注塑周期50s,但實際生產中由于變形嚴重,成型之后另需外加夾具校正,所需時間為10s,其品質相當不穩定,廢品率較高。公司自導入Moldflow之后,就嘗試借助軟件分析對該問題點進行優化改進。


1、運用Moldflow尋找產品翹曲原因 

收集現場提供的成型條件,用Moldflow對成型過程進行分析,變形結果如圖3,其中Z軸總的變形量(翹曲變形)在2.657~-1.452mm之間,再將變形原因進行分類發現,冷卻不均導致的變形量為0.0310~-0.0608mm(如圖4)由此可知影響很小,可以排除冷卻因素;收縮不均導致的變形量為2.698~-1.483mm(如圖5),由此可以確定,導致產品變形的主要原因在于產品的結構問題。正是由于Moldflow讓我們快速定位了產品變形量與原因,迅速了解到問題的主要原因在哪,有效避免了盲目調機和休謨改模,在本案例中首先可以排除冷卻的因素,收縮不均才是引起產品翹曲變形的主要原因,經過與實際產品的對比變形方向相同(如圖6)。




2、運用Moldflow優化產品結構 

根據翹曲分析結果我們發現產品存在有料厚不均現象,導致了局部收縮不均從而引起翹曲變形。通過測量產品肉厚分布,其平面平肉厚為2.2mm,Moldflow分析結果中的平均體積收縮率為2.445%;局部肉厚達到2.8mm(如圖7),對應的平均體積收縮率為4.488%,雖然產品料厚相差0.6mm但其平均體積收縮率相差約2倍(見圖6),可見出現了明顯的收縮不均。




為了達到平均收縮的條件,我們把產品作了減膠處理(見圖8紅色區域),把2.8mm料厚區域減薄到2.2mm,再將修改后的產品模型導入moldflow分析,平均體積收縮分布(見圖9),翹曲變形已經達到我們產品設計要求(見圖8)。

3、試模結果 

通過應用Moldflow優化后的產品不但在翹曲變形上得了明顯的改善(藍色是舊產品,紅色是優化結構后新產品 )(見圖9),成型周期可縮短到43S(之前成型周期為50S),另外免去了夾具校正(節省10秒),而且產品的品質與產能得到了顯著的提高(如圖12)
。

結論 

導致產品變形的因素眾多,通過Moldflow分析可以在第一時間找出導致產品變形的主要原因,讓我們知道到底是產品結構原因,還是模具設計問題,還是成型工藝不合理,有了方向之后針對問題點來分別解決,避免了反復修模與改模,從而縮短產品開發周期,切實為企業節約成本。
 

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