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热流道模具为什么要进行模流分析
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时间: 2018-10-07 11:35 浏览量: 277

MOLDFLOW

MOLDFLOW模流分析最大的作用就是能够帮助我们找到成型问题的真正原因,帮助我们认识塑料特性和成型原理,帮助我们预防问题发生。

一:MOLDFLOW模流分析无用论,模流分析不准

任何一种软件,都只是一个工具而已,我们不应该高估其功能,也不应该否认其发挥的作用,真正做决策的是我们的人脑,计算机分析结果只是为我们决策提供一些参考。我们要运用我们所掌握的技术原理和经验对结果做分析判断,解读,从而做出最佳决策。 对于一些可能出现的问题预先在模具结构上做预防。 不加思考,不做分析,一味的按照分析结果来设计模具,是会犯大错误的,还不如不用。模流分析结果之准确性取决于分析人员对模具、塑料、成型认知的程度。如果分析结果与我们的经验吻合,可以验证经验的正确性;如果有不符,那么就要重新检讨分析过程,审查设定的条件是否合理,网格修整是否合理,参数设定有没有问题等等,另外也要重新检讨经验是否有依据,是否适应于此案例,综合比对再做决策。而不是盲目相信或盲目排斥。

任何一种软件,都是有缺陷的,只有靠用户不断去发现,提出问题,不断改善,才会逐渐完善,日趋成熟。 MOLDFLOW是建立在流体力学、高分子材料学、热传导学等基础理论上结合先进的电脑算法,并融合许多业界专家长期研究获得的理论上发展起来的,有理论依据,有经验基础。基于这样基础的软件,分析出来的结果,只要不是人为出错,一定是有其合理性的。

其实关键不是看结果是否准确,而是我们能够从分析结果中解读出多少有用的信息。

二:如何解读模流分析结果

模流分析报告

其实,很多时候,分析结果能够告诉我们很多成型问题或者隐藏的问题,比如变形、缩水、结合线、应力痕、包封、流动平衡性等等。但遗憾的是:没有多少人能够完整解读一份报告。 大部分人只是看一下流动状况,而且大部分人也只是做了一下流动分析(因为只是做一下给客人看)。 说模流分析无法分析缩水、应力痕,实在是冤枉了模流分析。

如果要从报告中读出更多的关于成型问题的信息,首先必须要弄清楚各种缺陷的真正原因是什么。 如果不知道,如何能够从报告中看到将要出现的问题或隐藏的问题。

比如有人说:

MOLDFLOW无法分析缩水

MOLDFLOW分析结果当然不会直接告诉我们哪里会缩水,就好像医院的检查报告不会直接告诉病人得的是什么病一样。软件没有那么聪明。 可是如果我们知道缩水的真正原因是由于保压补料不足引起的,我们就可以可以从流动状况、冷却分析中看出哪些区域冷却凝固慢,哪些区域快,凝固快的区域是否会阻碍凝固慢的区域的保压补料,从而就可以判定那些区域有缩水风险。依据此结果,进行减胶或者加强缩水处冷却,或者重新定义浇口位置,再做分析,就可以得出优化改善对策。 从而可以避免缩水。

比如说应力痕

想要从报告中判定成型时是否会产生应力痕,就要先知道应力痕产生的原因:收缩不均匀、剪切效应(剪切是温度上升,直接后果也是导致收缩不均,再一个就是剪切过大可能导致分子间隙过大,产生应力)。收缩不均的原因无非两个:冷却和压力,再一个就是产品肉厚不均(肉厚不均其实导致的第一后果就是冷却不均,应当可以归于冷却原因)。 应力作用的后果一个是产品变形(产品刚性不够时,通过变形来达到内部应力平衡),另一个后果就是应力痕。了解这些,就可以从压力分布图和速度(MFV)分布图来解读应力痕发生的可能性。 当然,应力是一定存在的。应力不平衡也是一定存在的,最终是否会影响外观或者功能,就要看应力不平衡的程度。 我们从报告中知道这些,可以检讨产品结构和模具结构来做预防。 可惜许多模具业者做了一辈子模具也无法搞清楚这些问题的真正原因,这就是不懂原理的表现。

没有搞清楚技术的原理,仅仅是从师傅那里得来得经验或者自己摸索出来得一些经验,没有深入研究技术的原理,经不起验证,其正确性又有多少?又有多少再现性,只能是知道一种现象而已。 偶然应用解决了一个问题,下次遇到同样的,但环境变了,又不知如何解决。 只有一次又一次的试模而已。 这真是模具业者的悲哀。

我们要熟知注塑成型原理,塑料的特性,模具结构等相关的综合知识,才能完全解读一份模流分析报告。 同样的,分析者也要具备同样的知识结构,而且要更系统,他的报告才有信服力。 才能再分析的过程中采取一些优化对策(从产品结构:加胶,减胶,加筋位;模具结构:定义胶口,优化水路布置,从成型条件:重新定义射出保压曲线,模温等),从而获得一个优化结果,才最具指导意义。 从产品结构优化,模具结构优化,成型条件优化来达到改善产品质量,提升效率得目的。所以懂得塑料原理才是成型模具业者一切技术的基础。

模流压力分析

三:CAE技术发展对模具行业的推动

尽管许多模具业者,尤其是一些资深的,从业经验丰富,从黑手出身的专业人士,对MOLDFLOW模流分析技术排斥,怀疑甚至反对。 但是模流分析技术还是蓬勃发展,因为这是大势所趋,谁也阻挡不了。 模流分析理论逐渐成熟,分析软件逐渐完善,从业人员经验越来越丰富,在模具开发和注塑生产中发挥了重要的作用,业界因此越来越认同。 模流分析遭质疑的另一个重要原因也是因为一些人盲目相信其作用,出现一些失败的案例,或者是这些人根本没有看懂报告,或者分析的人缺乏经验,分析的结果错误,导致一些负面的影响,给一些专家以‘口实’,觉得有理由驳斥模流分析的作用。 然而随着消费者品位的提升,塑料行业遭遇到前所未有的挑战,以‘试误法’来制作模具显然已不合时宜。如何在开模前更多的预测成型问题发生的可能性,成了模具业者考虑的重点,谁预测的更多,就能节约更多的成本模具质量会更好。 随着计算机技术的发展,高分子材料理论研究的不断深入,模流分析技术的发展也是日新月异,加上从业人员经验的累积(分析结果与实际状况不断验证,不断总结得出具有普遍知道意义的经验),其发挥的作用越来越明显,已经逐渐变得不可替代,从而推动模具技术更快的发展。

模流分析的发展和推广必将打破塑料模具业界凭经验做事的局面,让一些老专家深深恐惧,老专家们如果再固步自封,必将很快推出历史舞台。

我想不久的将来模具业界最受欢迎的人才将是具备综合素质----熟谙塑料成型原理,塑料特性,模具结构,懂得优化产品结构----的人才

再论CAE之使用

CAE使用之心得体会

1、使用CAE教会我一个原则:顺势而为,可以事半功倍。

2、模流分析能够帮助我们发现隐藏的问题

3、前端使用效果更好

4、解读分析结果的能力比分析准确性更重要

5、模流分析是帮助我们了解问题的原因,发现隐藏的问题,而不是帮我们出改善对策

6、相信模流分析,但不能盲信,盲目相信的后果更严重

7、模流分析有助于企业建立自家的技术数据库

模流分析是一个有效的工具,这是业界一致公认的,但是这个工具帮了我们什么呢?我是这样认为的:如果说把模具,产品,成型工艺,产品研发比作病人的话,我们就是医生,那么模流分析就相当于各种医疗诊断仪器和医疗试验用的白老鼠。 仪器和白老鼠虽然不能直接对病人的健康产生效应,但是它却可以最大限度的帮助医生确诊疾病,找到疾病的原因。从而拟定治疗方案。 虽然有些高明的医生可以凭借经验就可以确诊而不需要仪器,但是心里的信心可能要打折扣,从而也很难制定合理的治疗方案。 而且,如果不藉助这些工具,恐怕永远也无法探知疾病的真正原因,从而就无法研究预防的方法,经验也因此无法上升到理论的高度。 最高明的医生是教人怎样预防疾病,保持健康的;高明的医生能够前期发现病人身体潜在的健康问题,在发病早期就开始治疗,所以“名医治未病”;而那些能够把病人从死亡在线拉回,能够救人于病发之后的只能称之为不高明的医生了,最多只能称之为“良医”,“良医治已病”。但是这些不高明的医生却是备受世人推崇的。 同样,如果我们越往前端导入模流分析分析的话,效益越高,就越是高明的举动。所以我认为模流分析最大的作用就是能够帮助我们找到成型问题的真正原因,帮助我们认识塑料特性和成型原理,帮助我们预防问题发生。

1、使用CAE教会我一个原则:顺势而为,可以事半功倍。

这是我最大的一个收获,是经过不断的分析和验证,经验总结得出来的一个总纲,这是最大得原则。 这个势指的是塑料特性,成型原理。我觉得不管是产品设计,模具开发,成型生产,都必须遵循她才能得到好得质量,付出低廉的成本,从而获得更大的利润。 要做到这一点,必须先要了解。 使用模流分析的过程就是一个不断的学习,研究塑料特性,成型原理的过程。 当深入了解原理特性之后,将会发现,任何有悖于塑料特性和成型原理的设计都是要付出很大的成本的,甚至是失败的。这些成本包括:生产效率低下、不良率高居不下、质量低劣、商誉损失、其他的人力物力损失等等。 没有模流分析,任何现场的学习,经验的重复,都很难敲开这扇神秘的大门,去窥探其中的奥秘。 你的境界也很难达到知其所以然。最后都不得不黯然叹息:为什么会这么难?

我们必须承认:我们在技术上的无能,我们没有能力去克服一些由塑料特性决定的缺陷和一些违背塑料原理的产品设计及模具设计而导致的问题。我们唯一能做的就是研究和发现塑料及成型的原理,深刻的理解她,并忠实的按照她的规律来设计产品和模具及成型生产。 根据塑料成型的原理来开发一些新技术和工艺,比如气辅技术,微细发泡成型技术,蒸汽模具等。而不是对技术有着盲目的自信,妄称没有解决不了的问题,这是非常可笑的。当然从某种角度来讲,任何问题都是可以解决的,但前提是成本允许。 而且解决的办法可能不仅是技术,还有双方的妥协。所以我觉得所谓技术应当是了解原理,尊重原理,按照原理去进行工作,这样才能收到最高的效益和回报。

2、CAE能够帮助我们发现隐藏的问题

开模前的检讨毫无疑问是非常重要的,经验丰富者可以很快的从产品的结构,形状,要求凭借其经验预测出将来可能会出现哪些问题,并预先做好预防。但是当你面对一个非常复杂的产品3D,是否会觉得经验不够用,层层考虑还是怕有疏漏,于是在做决策是不得不非常保守,最终还是很担心。但是如果这时能够用CAE软件仿真一下,将会发现很多隐藏的问题:比如滞流,潜在的缩水风险,变形,应力痕风险,等等。这些问题如果不经过分析,经验再丰富也很难全部发现。 在现在这个竞争非常激烈的塑料业界,谁能够在模具开发前,甚至在产品研发阶段预测更多的问题并及时做预防的话,谁就赢了。预测的能力来源于经验的累积和对注塑原理的理解,以及CAE仿真分析。 而CAE分析又更进一步帮助我们掌握成型原理和积累经验。

3、前端使用效果更好

无论从失效成本还是从时间来考虑,这一点都是无须再多加说明的。

4、解读分析结果的能力比分析准确性更重要

绝大多数人都在孜孜不倦的追求分析结果的准确性,我经常听到这样一个问题:CAE分析的准确性又多高,70%,80%,90%? 我无法回答。 因为决定分析结果准确性的因素不仅仅是模流分析软件,更多决定于分析者的技术,经验,对塑料,对成型的综合理解,即分析者的专业知识结构,决定于分析者对结果的解读能力。 只有具备以上综合能力的分析者才能完整准确的解读分析结果。我们才能从分析结果中得到更多更完整的信息来帮助我们做决策。 在大多数情况下,分析结果不会直接告诉我们可能会出现那些问题,而是一种数据显示来暗示我们这里或那里将来可能会出现的隐患,比如缩水,分析结果不会直接告知,但她会显示一些过热的区域,固化慢的区域,上游固化快,这些区域就可能会缩水。 如果想要从分析结果中解读出这些问题,首先必须对这些问题的原因十分了解,否则对问题只能视而不见。所以不管是分析者,还是决策者,要想好好利用模流分析这一先进的工具,必须要对塑料原理又充分的理解。 而使用模流分析的过程即是最好的学习塑料成型原理的过程。

5、模流分析帮助我们了解问题的原因,发现隐藏的问题,而不是帮我们出改善对策。我们需要运用模流分析来提前验证改善对策的可靠性。

通过前面的叙述,对理解这个观念非常有帮助。 模流分析的结果永远只能是决策者的参考。 这里就不再赘述了。

6、相信MOLDFLOW模流分析,但不能盲信,盲目相信的后果更严重。

我曾经做个一个案子,在06年的时候,一个产品时液晶电视的支撑件,壁厚是5mm,之前开过一套,周期是150s,无法满足产能,后面重开一套,要求周期降到100s一下,当时我们觉得这几乎是不可能达成的目标,但抱着试试的心情做了一个完整的分析,结果分析结果显示可以在70s冷却到顶出温度,者就意味者100s一下的周期是完全可能的,但前提是冷却系统设计必须优化。 我们对结果持怀疑态度,后面经过仔细的检查分析过程,没有发现什么问题,就按结果执行了,运用铍铜做积热区域镶件,优化水路设计,修改RIB 形状,等等。 最后我们达到目标,100s内可以做出稳定合格的产品。 我举这个例子是想说明当我们遇到分析结果于我们经验相差甚多的时候,要小心检查分析的过程,要做完整的分析,包括冷却变形分析,要了解如果周期大幅度缩短是否会导致其他问题。经过反复检查,没有发现其他问题,我们就按方案进行了:1,削减rib深度,筋位能够做U形的尽量做U形,避免筋位过深,可以改善热转移;2,优化水路设计,用铍铜做入子; 3,为了防止局部过热,增加多条局部水路来独立控温。 最后我们成功的将周期控制在100s以内。 举这个例子,我想说的是:对模流分析分析结果我们要有自己的判断力,这个判断力来自我们对塑料成型原理的理解和经验的积累,不能盲目相信,盲目相信的危害比不信更大。比如说:一个产品在做流动分析时流动是很平衡的,模具工程师默认没有问题,后来产品变形缩水严重。 便责怪模流分析不准,其实这是没有道理的。 只能说明这名工程师功力太差,对成型了解甚少而已。 流动没有问题不代表缩水变形没有问题,缩水变形没有问题不代表外观没有问题,这些问题都解决了并不意味着产品合格,也许这时尺寸又跑掉了。如此种种问题,必须要全盘考虑,任何单一的,分割式的分析都是不够的,不足以作为决策的依据的。 即使在分析时全盘考虑了,其结果还得经过我们大脑的加工才能变为决策,问题解决的方案或防范的对策。

7、CAE有助于企业建立自家的技术数据库

任何人在任何行业做久了,都会积累自己的经验,但是由于个人的悟性和学习方法不同,所获得的可能就大不一样了,企业也是一样。如果一个人只是知道一些问题的现象和解决方法,而不对其产生的深层次原因做进一步研究的话,那么他的经验又有什么用呢,即使他在这个行业做了30年他的理解还是停留在表层问题, 无法了解原理,自然也难登大雅。 而另一个人除了知道问题和解决方法之外,还孜孜不倦的探求问题产生的原理和本质原因,他的这种建立在对原理和真因非常理解的基础上的经验一定是有用的多,而且具有可传承性。因此前者30年的经验不一定比后者几年的经验有用,因为前者的经验只是见多而已,理解只停留在问题的表面,也许只是几年经验的多次重复而已。对塑料成型行业而言,模流分析是一个非常有用的也非常好的学习和了解塑料原理的工具,藉助她,可以很深刻并很直观的理解塑料成型的原理和塑料的特性。使用模流分析就是一个学习塑料的过程。 企业运用CAE是最直接的建立技术数据库的方法,藉助一些经典的分析,让员工明白塑料和成型原理,才能整体提升技术基础,才能够挑战一些高难度的产品。如果积累的经验不是建立在对原理的深刻理解的基础上的,那么是没有多少用处的。


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