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电话底壳模具结构优化 CAE模流分析 CAE模流分析 案例背景资料 长 度: 宽 度: 高 度: 产品体积 : 228 mm 320 mm 75mm 26cc 塑料材料 塑料种类 : PA765A 塑料名称 :ABS PA765A CHI-MEI 成型条件 射出时间：3Sec 塑料温度：230 ℃ 模具温度：70 ℃ 模流分析结果 充填分析 • 流动波前分布 保压分析 • • • • 保压压力分布 保压温度分布 固化层厚度比例 体积收缩率分布 冷却分析 • 冷却模温分布 • 模温差 翘曲分析 • • • • X方向位移量分布 Y方向位移量分布 Z方向位移量分布 总位移 网格模型 CAE模流分析 网格类型：Shell 网格总数 = 16,177 内存需求 充填\保压分析 = 54(MB) 翘曲分析 = 12(MB) 计算机计算所需时间 流动/保压分析 =35 (min) 冷却分析 = 39 (sec) 翘曲分析 = 6(min) 计算机规格 •Intel Celeron 2.8GHz •RAM 2GB 材料特性 • • CAE模流分析 黏度(viscosity) • 流体流动阻力的度量。黏度越高，流动阻力越大，流动越困难。对一般热塑性塑料，黏 度是塑料成分、温度、压力及剪切率的函数。就温度效应而言，热塑性塑料的黏度一般 随温度升高而有降低的情形。就剪切率(shear rate)的效应而言，剪切率越高，代表加工 变形速率越大，由于高分子链被排向的结果，使大部份的塑料具有黏度随剪切率升高而 下降的切变致稀性(shear-thinning)。 pvT关系(pvT Relationship) • 塑料的比容或密度是相状态、温度、压力等的函数，一般而言可利用状态方程式(state equation)或PVT方程式加以定量化。一但模式参数由实验取得，代入此类半经验方程式 中即可求得塑料在某一温度压力下的比容或密度值。 材料特性 • • CAE模流分析 比热(Heat Capacity) • 欲将单位塑料温度提高一度所需的热量，是塑料温度容易改变与否的度 量。比热越高，塑料温度越不容易变化，反之亦然。 热传导系数(Thermal Conduction) • 塑料热传导(thermal conduction)特性的度量。热传导系数越高，热传导 效果越佳，塑料于加工过程中温度倾向均匀，较不会因热量局部堆积而 有热点(hot spot)产生。热传导系数及比热攸关塑料之热传、冷却性质， 亦影响到冷却时间长短。 成型条件 CAE模流分析 70 % 70 % 70 % CAE模流分析 流道配置 冷流道： Ø8 长度：125mm 冷流道： Ø6→Ø9.8 长度：78 mm 冷流道： Ø3.5→Ø12.4 长度：159 mm 水路配置 水管直径： Ø10 冷却介质：水冷 CAE模流分析 厚度分布 CAE模流分析 主体厚度：3mm 厚度：1.2mm 流动波前 20%~45% CAE模流分析 由不同范围的流动波前图或是流动波前动画，可看塑料在模穴中各时刻的充填情形，可预测缝合线及包 封位置，且可判断是否会有短射现象发生，提供排气孔位置安排等参考。 流动波前 66% CAE模流分析 由不同范围的流动波前图或是流动波前动画，可看塑料在模穴中各时刻的充填情形，可预测缝合线及包 封位置，且可判断是否会有短射现象发生，提供排气孔位置安排等参考。 A B 在充填66%时，B处波前已明显落后于A处 肋条厚度：1.2mm 流动波前 80%~95% CAE模流分析 由不同范围的流动波前图或是流动波前动画，可看塑料在模穴中各时刻的充填情形，可预测缝合线及 包封位置，且可判断是否会有短射现象发生，提供排气孔位置安排等参考。 流动波前 99% CAE模流分析 由不同范围的流动波前图或是流动波前动画，可看塑料在模穴中各时刻的充填情形，可预测缝合线及包 封位置，且可判断是否会有短射现象发生，提供排气孔位置安排等参考。 在充填99%时，两股对撞的溶胶在此相汇将可能造成熔接 线。从流动波前温度分布可见该处在两股熔胶相汇时，波 前温度为223℃，所以熔接线问题并不明显。 流动波前动画I CAE模流分析 流动波前动画II CAE模流分析 保压分析/压力分布 CAE模流分析 显示保结束瞬间各处的压力值，由流道至流动末端渐减，最大压力值可提供射出机之锁模力值。压力分布 是否均匀？显示压力传递效果。评估模具中肉厚及温度对于压力分布及损耗的影响。 保压结束时，进浇口压力为105MPa， 产品压力分布在73~83MPa之间，压力 传递较均匀。 保压分析/中心温度分布 CAE模流分析 以不同颜色显示保压结束瞬间，塑件肉厚方向中心层的温度分布情形。一般而言，在充填过程肉厚中心温 度为肉厚方向最高温区域，此源于热塑料不断填入，对流(convection)效应使温度保持高温，且塑料热传 导性甚差，不易散热之故。若有黏滞加热(viscous heating)现象则否 。 厚度较薄处：1.1mm 热塑料在进入产品时遇到肉厚相对主体较薄处，中 间部分流动阻力相对蓝色箭头所示路线大。由于热 塑料的不断填入，使产品中间部分保持高温，从流 动波前可见该处明显领先。 保压分析/固化层厚度比例 CAE模流分析 显示冷却结束瞬间塑件的固化层厚度占总厚度之百分比，若冷却时间够长,此分布应趋近于100% 该图为保压结束时，浇口附近区域厚度层方向温度 分布，可见保压结束时浇口附近区域尚未固化，保 压时间上可适当延长。 保压分析 / 体积收缩率 CAE模流分析 显示塑件自充填/保压结束冷却至室温常压时的体积收缩率值，提供成形条件其保压效果及翘曲变形等之参考。正 值代表收缩，负值代表塑件膨胀，往往发生在压力设定过高或塑件太薄的情形。此值越小代表产品收缩量越小;若 分布不均，产品易造成翘曲变形。 整体体积收缩率在0.1%~1.4%,产品中间位置收缩量较大 冷却分析 / 模温分布 CAE模流分析 在射出成型加工过程中的周期平均(cycle-averaged)温度分布。由于在成型过程中模温与料温会随时间而 变，周期平均代表取整个成型周期过程中的平均值。 公模有积热现象 母模面温度分布约 43~ 69oC 公模面温度分布约 46 ~ 83oC 冷却分析 / 模温差 CAE模流分析 指塑件上下两面的周期平均模温温度差，一般而言此值应越低越好以降低模温差,避免因冷却不均造成的热 应力与翘曲变形，精密成形一般模温差值应控制在 5 oC之内。 模温差约 0~ 34oC 翘曲分析 / X 轴向变形量 CAE模流分析 代表总位移在X方向的位移分量分布，此分布综合了成形过程中的所有效应，此分布值乃相对于网格模型 原点。 +X X方向位移量分布约为:-0.48mm~0.47mm 变形趋势放大10倍 翘曲分析 / Y 轴向变形量 CAE模流分析 代表总位移在Y方向的位移分量分布，此分布综合了成形过程中的所有效应，此分布值乃相对于网格模型 原点。 +Y Y方向位移量分布约为:-1.8mm~1.5mm 变形趋势放大10倍 翘曲分析 / Z 轴向变形量 CAE模流分析 代表总位移在Z方向的位移分量分布，此分布综合了成形过程中的所有效应，此分布值乃相对于网格模型 原点。 +Z Z方向位移量分布约为:-1.4mm~1.0mm 变形趋势放大10倍 翘曲分析 / 总位移 CAE模流分析 代表总位移的分布情形 ，此分布综合了成形过程中的所有效应，此分布值乃相对于网格模型原点。 变形趋势放大10倍 CAE模流分析 Thank you!