1.3.1 仿真
1)塑料流动仿真
塑料流动仿真对熔融塑料的流动情况进行仿真,优化零件和模具设计、降低零件潜在缺陷,改进成型工艺,如图1-5所示。
图1-5 塑料流动仿真
发现潜在零件缺陷,如熔接痕、困气和缩痕,进行重新设计以避免这些问题。对热塑性塑料注塑成型工艺中的填充阶段进行仿真,预测熔融塑料的流动模式是否均匀,避免短射,消除或尽量避免熔接痕和困气或者改变其位置。
热塑性保压,优化保压曲线,实现体积收缩量及分布情况的可视化,因而有助于最大限度地减少零件翘曲并消除缩痕等缺陷。
2)浇注系统仿真
浇注系统仿真建模并优化冷热流道系统和浇口配置。改进零件外观,最大限度地减少零件翘曲,缩短成型周期,如图1-6所示。
图1-6 浇注系统仿真
同时确定最多10个浇口位置。在确定浇口位置时,最大限度地降低注塑压力,同时还可以指定不能排布浇口的区域。
根据所输入的部件(包括主流道、分流道和浇口)样式、尺寸和位置,快速创建浇注系统。
平衡单穴、多穴和家族模穴方案中的流道系统,以便所有零件能够同时浇注,降低应力水平和材料用量。
制作热流道系统部件模型并设置顺序阀浇口,以帮助消除熔接痕,控制保压,如图1-7所示。
图1-7 热流道浇注系统
3)模具冷却仿真
模具冷却仿真改进冷却系统的效率和注塑零件的外观,最大限度地减少零件翘曲,使表面光滑,并缩短周期,如图1-8所示。
图1-8 模具冷却仿真
冷却部件建模,分析模具冷却系统的效率。制作冷却回路、隔板、喷泉、模具镶件及模架的模型。
冷却系统分析,优化模具和冷却回路设计,帮助实现零件均匀冷却,使周期最短,减少零件翘曲,并降低总体加工成本。
急冷急热成型,设置模具表面温度变化曲线,在填充阶段采用较高温度使表面光滑,在保压和冷却阶段降低温度以冷却零件,缩短周期。
4)收缩和翘曲仿真
收缩和翘曲仿真评估零件和模具设计,以帮助控制收缩和翘曲,如图1-9所示。
图1-9 收缩和翘曲仿真
收缩:根据工艺参数和指定牌号的材料数据预测零件的收缩率,以满足零件公差。
翘曲:预测由于成型过程应力导致的翘曲。找出可能发生翘曲的部位,优化零件和模具设计、材料选择和工艺参数,以帮助控制零件的变形。
型芯偏移控制,确定注塑压力、保压曲线和浇口位置等的理想工艺条件,最大限度地减少模具型芯的移动。
纤维取向,控制塑料中的纤维取向,以帮助减少注塑零件收缩和翘曲。
5)CAE数据交换
使用工具与结构仿真软件进行数据交换,验证和优化塑料零件的设计。利用Autodesk Algor Simulation,ANSYS和Abaqus结构仿真软件可进行CAE数据交换,以便判断工作负载下成型工艺对纤维增强注塑成型零件性能的影响。
6)热固性塑料流动仿真
对热固性塑料注塑成型、RIM/SRIM、树脂传递成型及橡胶复合注塑成型进行仿真。
反应注塑成型,预测有无纤维增强的材料成型时模具的填充方式。帮助避免因树脂提前固化造成的短射,发现困气和有问题的熔接痕。平衡流道系统,选择成型机吨位,并评估热固性材料。
微芯片封装,对利用热固性树脂封装的半导体芯片及电子芯片的相互连接性进行仿真。预测因压力不均匀而造成的腔内金线偏移和引线框架位移。
覆晶封装,模拟覆晶封装,预测材料在芯片和基层之间型腔内的流动情况,如图1-10所示。
图1-10 覆晶封装
7)先进的仿真工具
使用先进的仿真工具应对设计挑战。
镶件包覆成型,进行镶件包覆成型仿真,帮助确定模具镶件对熔体流动、冷却率和零件翘曲的影响。
双色成型,对双色注塑成型工艺进行仿真:先填充第一种材质的零件,然后打开模具,旋转到指定位置,然后再在第一个零件上浇注第二种材质的零件。
双折射,评估成型应力引起的折射率变化,以此预测注塑零件的光学性能。评估多种材料、工艺条件及浇口和流道设计,以帮助控制零件中的双折射。
8)特殊成型工艺
特殊成型工艺仿真范围广泛的塑料成型工艺及其应用。
气体辅助注塑成型,确定浇口和气针的位置,在注入气体前应注射多少塑料,以及如何优化气体通道的尺寸和位置。
共注塑成型,实现型腔外层材料和芯层材料流动状态的可视化,填充过程中查看这两种材料流动状态之间的动态关系。优化材料组合,同时提高产品的性价比。
注压成型,模拟注压成型工艺。在这种工艺中,聚合体注入和模具压缩阶段可同步或先后进行。评估可选材料、零件设计、模具设计及工艺条件。