模流方面的知识点

温度分布均匀的截面有利于保压，填充过程中温度均匀是使用MPI的 首要原则。填充过程中剪切热的大小依赖于填充速率。PVT材料温度越低，压力越大，体积就越小，密度就越大。填充阶段, 塑料流动过程也是被压缩的。收缩：没有填充物的材料，沿着流动方向的收缩大于垂直于流动方向 的收缩。材料中含有玻纤时，收缩趋势正好相反。熔接线与熔合线：料流对接时的温度或保压压力提高，会改善该处 的强度。如果产品没有尺寸或缩痕的问题，流道的冷却时间可以低到产品凝固 时间的80%，如果尺寸很重要，流道凝固时间要大于产品的凝固时间。 冷却、流动（填充、保压）、翘曲分析。检查填充与保压：确保在分析有纤维填充的塑料成型时，激活纤维分析选项。确保双面或中面分析时启用了修正的模内残余应力CRIM收缩模型或残余应变收缩模型。确保注射速度控制与注射压力控制的切换v/p点设置正确；确保cooling time未设置为自动，特别是未做冷却分析时。检查翘曲：当被分析产品存在拐角效应时，确保考虑拐角效应选项打开。确保添加的刚性约束与实际测量翘曲的基准一致。对于产品结构设计，moldflow主要针对外观、翘曲、应力进行优化。浇口位置最好与结构设计配套进行，即在结构设计阶段确定浇口位 置。充填模穴时，不定形塑料的分子链会沿着熔胶流动方向拉伸，分子链 与冷模壁接触急冷而冻结；凝固层将塑件内层与模壁隔离，使塑件内 层冷却速率较慢，有足够时间将分子链回复卷曲。也就是说，表层的 分子链有较好的配向性，较小的收缩量；内层的分子链较无配向性， 收缩量较大。随着剪变率升高与温度升高，熔胶黏度会降低，而分子链运动能力的 提升会促进较规则的分子链排列及降低分子链相互纠缠程度。此外， 熔胶黏度也与压力相关，压力愈大，熔胶愈黏。材料的流变性质将剪 切黏度表示为剪变率、温度与压力的函数。从熔体充模到制件翘曲分析的一般工作流程：优化制品成型-优化熔体充模过程-平衡并优化流道尺寸-优化冷却过程-优化保压曲线-优化翘曲-流程结束优化熔体充模过程中的问题与解决方案短射、熔接线质量差、高应力、高注射压力、高锁模力：有限元模型、 选择注射材料、确定浇口位置、定义成型条件、设置其他分析参数。 不好的充填方式、困气：有限元模型、选择注射材料、确定浇口位置、 设置其他分析参数。浇口位置的确定：制件设计：外观要求，不能将浇口设置在制件某些区域、熔接线位置 和质量要求模具结构：模具类型限制了浇口位置、模具分型面位置、浇口类型要求、抽芯/滑块或其他模具零部件熔体流速=（单模腔容积x模腔数）/注射时间进入模腔的熔体温度应该控制在熔体充模分析阶段优化获得温度的5 C以内。进入主流道入口的熔体温度应该根据剪切热的大小适当降低评价流道平衡分析结果：大多数情况下，通过查看熔体充模方式和压 力分布来判断熔体流动是否平衡。优化制品冷却：确定分析任务-构建冷却组件（冷却系统设计、冷却液温度、冷却时 间、使用高导热插件）-运行冷却分析-评价冷却效果-冷却已优化 模腔壁（对应制品表面）温度分布是否均匀是冷却分析最重要的评价 指标之一。保压分析最好安排在冷却分析之后运行，因为保压/补料受热传递控 制。冷却分析之后处理保压分析，可以更精确地模拟模具从熔体中吸 收热量的过程。优化保压曲线：初始保压压力：Pmax=注射机额定锁模力/注射投影总面积x单位换算X0.8单位换算=100 （锁模力取公制单位吨，投影面积取平方厘米）评价保压分析结果：体积收缩、压力跟踪和浇口冻结时间是评价制品收缩是否符合成型要求的常见指标。查找翘曲原因:取向收缩（改变成型条件、改变浇口位置与减小模温 变化）、区域收缩（减少各向同性收缩：减少壁厚尺寸、优化保压曲 线与减小模温变化）、冷却不均收缩（降低型腔、型芯温差：增加冷 却水道、添加高导热材料插件、调整冷却液温度）根据冷却系统设计原则，流道中熔体的最长冻结时间不应该超过模腔 中熔体冻结时间的2倍。对于半结晶型材料，模腔壁温度应控制在设定模具温度的正负5C之 内。代用材料的选择：材料名称、牌号，比较两种材料的以下性能：熔融速率、黏度系数、黏度曲线、确保填充物和其百分比含量与实际 相同、对比pvt曲线、固体密度、熔体密度、转换温度、如果是tpe/tpo 或橡胶材料，对比其肖氏硬度、翘曲分析时对比其机械性能（E、v、 G、CTE 等）Flow rate熔体流动速率控制，特别适用于针阀式热流道顺序注塑中面模型的翘曲分析：翘曲分析类型判断：运行Automatic方式，检查分析结果日志中最小 正特征值入，当入1.5，选择large deflection分析；当入1.5，选 择 small deflection 分析。普通热喷嘴截面通常选择圆形，无锥度，采用标准系列直径4：、5、6、8、10、12、15、16、18；针阀式热喷嘴截面通常选择环形，无锥 度，采用标准系列外径：4、5、6、8、10、12、15、16、18,内径尺 寸参照热流道公司设计标准。热浇口参数设置标准：截面形状通常选择圆形，无锥度，浇口直径常用标准系列：1、1.5、2、2.5、3、4、5、61) 注塑时间的确定：根据型腔体积计算熔体流动速率，确保流动速率不超过注塑机最大射 出率；如超过，则应在最佳型腔填充时间范围内取较大值。根据熔体流动速率和流道体积计算流道填充时间注射时间二型腔填充时间+流道填充时间2) 熔体流动速率的确定：运行molding window得出最佳型腔填充时间范围根据型腔体积计算熔体流动速率，确保流动速率不超过注塑机最大射 出率；如超过，则应在最佳型腔填充时间范围内取较大值。短射：1) 温度：流动温度必须高于材料玻璃化温度或结晶温度 temperature at flow front2) 压力：在moldflow中只设置最大注射压力，压力不足引起的短 射主要是由于流长比太大引起的。通常所需最大注射压力不应 超过注塑机额定压力的80%。 Pressure at injection location： XY plot和分析log文本的输出数据3) 气穴：对于筋位较深的制品，如果排气不良，筋位就容易形成 短射，应注意镶拼排气。Air tarps结合线：改善对策1) 移动结合线位置：改变浇口位置、产品壁厚2) 改善结合区质量：提高模温/料温、提高螺杆推进速度、优化流 道系统设计，缩小流道尺寸，利用剪切热提高流动前沿温度， 以维持均匀的流动速率。一个好的结合区所对应的温度不应低 于注射温度20C。Moldflow标准指标：融合角度：熔接痕汇合角度越大，其质量越好。Weldline、fill time 等值线熔合温度：形成熔接痕的两股熔体前锋温度的温差应小于10度，熔 接痕处的温度应不小于注射成型温度20度。Temperature at flow front与weld lines叠加，buck temperature模具产品表面温度 压力：形成熔接线需要的注射压力越低越好，这样熔接线汇合处经受 的压力曲线就会越高。Pressure冻结层厚度：熔合时，冻结层因子值(0-1)越小，熔接痕质量就越 好。Frozen layer fraction气穴：熔合位置困气则熔接痕明显。Air traps银纹原因：水分、空气、银纹/变脆/变色:moldflow标准指标：注射时的剪切速率：不超过材料许可最高剪切速率shear rate，bulk、 温度：不超过降解温度bulk temperature、驻留时间：料筒体积与 part体积比，热流道体积与part体积比气穴产生原因：跑道效应、滞流、流动路径不平衡、排气不当烧痕原因：包裹住的口袋状气体被绝热压缩，使得温度迅速上升而产 生烧痕，材料降解剪切应力与残余应力的产生原因：料温降低残余应力增加困气和烧焦痕：moldlfow标准指标：温度：不超过材料最高许可温度，temperature at flow front、困 气：困气引起的烧焦，air traps过保压：发生在最短填充时间区域，可导致不均匀收缩产生翘曲、压 入过多的熔料而使产品重量增加、整个产品的密度不均。过保压和脱模不良的moldflow指标：体积收缩率：压力太高/保压时间太长引起体积收缩过小或涨模，要 特别注意筋、带孔凸台处的体积收缩率volume trie shrinkage at ejection、型腔压力分布：由流动平衡性引起，充填结束时制品筋位 和局部区域型腔压力过大或过保压则容易脱模不良，尤其注意靠近浇 口的部位 pressure at end of fill & pressure(XYpl ot)、温度： 制品冷却时间不足，包括流道冷却时间不足，造成粘模temperature 浮纤的改善对策：提高注射速度、提高料温、提高模温 浮纤的moldflow标准指标：模温：模温太低引起熔体流动层瞬间冻结，纤维便凝固在表层，与塑 料结合得不好的纤维就变得可见，模温要在材料推荐范围内，越高越 好temperature，part、熔体温度：熔体温度越高，越容易填充包覆 表面纤维微结构buck temperature、剪切速率：剪切速率太高会破坏纤维与熔体的相容性，还会导致黏度下降过大，低黏度区熔体对纤维的束缚力相对减弱，剪切速率要在材料推荐范围内，越低越好Shear rate， bulk流痕/流线产生的原因：非稳态流动所致、温度低所致流痕是浇口附近出现圆形的波纹、 低的料温或模温以及过低的螺杆速度都会导致有冷料进入型腔，使得 部分已凝固的材料也进入流动路径。浇口过早冷却或保压压力不够都可能使模腔得不到足够的保压补缩， 当浇口附件的料还在流动时，浇口就凝固了，并且保持了当时的流动 形态改善措施：优化冷料井、优化流道系统设计、提高模温和料温、优化 保压压力流痕流线的moldflow标准指标；熔体前锋加速度：加速度小于某一数值，与材料种类和产品表面光洁 度有关。Fill time （contour 形式）Average velocity、 温度：温度低于某一临界点，凝固层生长速度快于流动前沿速度，形 成流痕 t empera ture缩痕/缩孔：缩痕：成型产品表面存在凹陷或凹坑，缩孔：产品内部密闭的洞缩痕缩孔的moldflow标准指标：体积收缩率：为线性收缩率的3倍左右，越大越易引起缩痕 volume trie shrinkage、冻结时间：保压压力传递路径上靠近浇口的 一端先冻结，导致末端保压不足易引起缩痕 frozen layer fraction、密度：密度低的区域即是欠压区域，缩痕或缩孔的风险高 density （3D）、收缩指数：sink mark， index （适用于 T 形截面）、 缩痕深度：sink mark， dep th （适用于T形截面）开裂或强度不足的成因：高残余应力、结合线强度不够、收缩不均 开裂的moldlfow标准指标：残余应力：越小越好 st ress in firs t principal direc tion（未填 充的易脆性材料）stress，mises-hencky（未填充的易延性材料） 剪切应力：剪切应力与残余应力具有正比关系，shear stress、熔接 痕：weld lines应力痕：整体应力可以以翘曲变形的形式释放，局部的高应力形成应 力痕，注塑温度尽可能高、模温尽可能高飞边产生的原因：分型面贴合不好，锁模力不够，过保压，排气不当喷射痕产生原因：螺杆推进速度过高、浇口位置不当、热流道系统设计不当充填结束时的凝固层分数最大值不应超过0.2-0.25