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大型注塑模具设计仿真工具： 2400升固体废 弃 物 集装箱 摘要 大型容器产品通常使用诸如滚塑的程序 ， 这些技术没有零件重量或尺寸限制 。 拉戈萨大学注塑成型的机械工程 ，在 欧洲标准 下研 发的体废物的新容器高达 2000 升 ，其结果是一个新 的 主体达 60公斤重。设计过程中结合了数项 具（美学设计，机械设计及流变模拟），并在去年 6 月，显示 了最终结果， 通过 了 不同 的 测试。如今，在 市场上有 超过5000 个成品 在模具 生产过程中没有做过 基本的修改（超过 100 吨的重量）。本文重点 论述 集成工 具和流程的设计与产品定义（即注射压力， 冲击 厚度和形状的一部分力量）的方法。在这个过程中，特别是模具控制一些参数（注射速度，温度，粘度，浇口位置 .）的细节。 关键词： 计；容器；注塑成型 过去的几年， 具在注射热塑性弹性体成型行业，构建了一个真实的革命。一个 开始 直到最终的解决方案（包括几个过程如开发、测试的原型 ,修改数据 ,新的测试 , ）的过程已经被一个更快的设计、翻译过程和最终的客户在同一个电脑文件下一起工作（ “并行工程 ”）的过程取代。因此 ,对模具制造和完成时间减少极大 ,同时 ,引入 了 一些关于使用 建议。 萨拉戈萨工业大学注射塑料 (间 ,关单位 ,在注射热塑性弹性体成型中，使用 具已经 超 过 了 15 个年头，同时在不同行业（机动车、家电、包装、玩具等）的上百个项目中积累了 很多的 经验。 合物流变性、半自动磨具设计等）。 同时 ，这个组织一直意识到安排仿真 技术 制造的重要性 ， 这 种 形式已经合作并 且 由塑料工业基金会注射成型部研究会体质指导。这个组织给注射成型企业提供了各项服务 ，并且从中没有任何盈利（如图 1）。许多国家的工业组织通过不同的程序和研究方向对这个中心进行了支持（新的工艺比如气辅技术或喷流注射成型；新的设计比如使用压力和温度的设备的过程测量技术）。 图 1 塑成型区域概貌 1999 年，第一个参与城市固体剩余物收集容器制造的西班牙公司（ 团共同进行大尺寸的注塑件的设计工作，随后测试了这些方案在这 一领域应用的实际可能性。 该项目的主要目标是快速制造大容量（ 2400 L 和更多）的容器，与市场产品中加入了昂贵的加固结构旋转成型的焊接金属板或塑料制品产生竞争。显然，构成容器的所有部件中，主要的困难是单一 模腔 部分的制造。 这个文献提供了几个零件和模具设计的例子和失败的建议 2,3，但是不太可能找到 40的大的塑料部件，而且，这个模具尺寸上的一个错误没有简单的解决方案（运输到模具工具制造商的制造工厂将会太昂贵，试验和误差的方法也是不提供）。 对于这个部件的设计，必须考虑到以下几个方面： 与欧洲 标准 要求的基本尺寸一致； 卸载电阻（排出侧）如（图 2）； 在功能条件和位置区具有高的耐冲击性； 表面容易清洗； 美学设计； 最低的成本（不仅是加工和装配，还包括维护）； 安装的冲压机施加的锁模力限制（大型机器锁模力的限制范围在 5000 吨和10000 吨之间）； 准备标记，也就是说，有自由的和平坦的空间 ;； 材料的限制：采用其他 计的相同材料。 图 2. 装卸作业的边界条件，材料非线性模型，有限元模型。 特别注意的两个限制：范围内的最低成本和最大锁 模力。对于最低成本，厚度是关键（原料的成本），在制造时确定；因此，派生机器的成本大约为厚度 5的平方。 另一方面，为了降低其合模力，部件的投影面积和分布的压力与一部分厚度也有很大的关系（狭窄区域产生较高的注射压力，可能也会产生大合模力）。 由 研发的方法，不仅用于注射成型，也适用于其它类似的技术6如下： （ a） 测定产品的可行性：锁模力和厚度在欧洲标准允许的基本几何条件下调整尺寸。在这一步只是一般的线条设计，而不做功能细节。一些基本的结果如下表 1 所示。这些分析通过遗传物质的基本参数，高密度 聚乙烯（表 2）得到。对于高级步骤，通过几个温度条件计算。 （ b） 选择材料，结合熔体流动指数（ 机械性能，在注入点的位置进行模拟，甚至不知道组件最终的几何形状，但得出几个注入点的最好的位置是在容器主体的底部区域。该标准同时与模具结构和零件的形状有关。 （ c） 分析主体的形式和零部件的厚度，比较结构上的选择方案：侧壁形状，包括气体辅助技术注入管的侧壁形状增加的惯性等也被列入考虑。 （ d） 显然，模具的尺寸和凹陷的存在使得部件和模块设计出现了一个 其他问题。这种方式中，容器上部边框的半圆形状是一个很困难的设计问题，它由使用性能确 定，但是在合模区域存在滑移。 （ e） 将合适的 零件体积和可行 的 不同形式 与厚 度和机械阻力的形式制造 相结合。在这一步骤，有限元分析、 3D 设计和注料仿真 技术同时进行 （图 3、 4）。最终的零件尺寸如表 3。 表 1 简单塑料模型，第一次仿真分析结果 主体厚度 (质量 ( 最大注射压力 ( 锁模力 (6/52 96 166,000 7/60 71 122,000 8/68 55 94,000 9/76 44 74,000 10/84 35 59,000 表 2 基本模拟计算参数 熔体温度（ ） 240 在恒定速度下的注射时间 秒 20 百分率 50 模具温度（ ） 40 表 3 2400 L 主体的基本尺寸（毫米） 高度 1600 宽度 1480 长度 1600 图 3. 3D 数模（ 制） 图 4. 件：喷出的塑料温度和冷却线管路 用这些 基本尺寸 核算这四步，设计组对于最终的几何图样有一个初始目标，这些细节包含输出角度，收音机，设置的辅助配件的位置（软木、滑轨等）。生产流动分析为 关键性 的方式， 与 美国，日本和墨西哥实业公司模具 厂的模具 工人一起 将模具的各部分固定在最佳的位置 。 这个过程的主要方面和仿真 技术 （为了保证注射工人的操作其他 的细节不能存在）是： 1. 何图形式样模型。 2. 模腔注浇口位置。使用速度轨道去更好的控制料的流动性。 根据 轨道的流动浇注的设计原则 使 浇注与填满模腔同步结束（避免保压效应），尤其 要 考虑到半圆形区域的边界形状。 温度的选择、涉及的厚度、设计的耐久强度评价条件。温度在 210 到 250 的评价。 4. 必须要依靠正确的速度程序调节填料形式。在恒定速度的 条件下 ，假想不允许的压力值的增长，强 化 机器的极限。集装箱磨具的最终布置，建议使用几个冲压速度。 这个步骤用目前已经存在的小型集装箱（如图 5） ，进行了现实的试验验证。 图 5 用于工业生产条件为 2400L 试验验证真正的集装箱模型 用 术计算侧面标准的冲压速度如图 6 所示。但是这个 “函数 ”如果没有实用性的编 程 就不能 编入 到注射成型机 内部 ，因为液压系统不能精确的 随着所有 梯度 上升 。无论如何，这个优化程序后，能够 得到 大约 15%的 锁模 力。 图 6 计算机显示的侧面理论冲击速度 5. 加注条件准备好以后，模具制造者从一个初步设想到设计的装备 ， 已经用一个新的数值模型和最 终 的热流道系统模具 所 验证。 对于 减少填充压力 ， 这个连续的工艺 是有可能性的 ，但是实际的工艺安排，维护，一定的停工降低了 其 用途。 6. 最后，模具冷却分析、包装和弯曲矫正过程走向成熟。在这种方式下，业公司 根据材料的传热性采 用不同 的建筑 材料，调整冷却管路。成品模具的重量超过了 150， 000当于 150 公吨）。 事实上，在注射成型中，超过 6000 个部件在制造中没有发现任何问题。报废、 使用性能 、加工比率是和目前 1000L 的集装箱（每小时 20零件）相似的。其他组件同时设计，实际上，得到 的 最后的结果非常复杂，比如：集装箱的系统，明显的小于它的主体。 本文作者，定论 ： 助工具在设计中是最基本的工具，同相关知识和使用相似的模具进行真实的实验验证相比。 鸣谢 本文作者，对于 织和 术人员的支持、设备和最终的目标致以衷心的感谢。特别感谢 谢他们的专门技能在塑料注射成型工艺、设计、在很多培训班里面进行的讲解和世界研讨会。
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